A. PENGENALAN MULTIMETER

Transkripsi

1 A. PENGENALAN MULTIMETER III. Alat alat 1. Multitester sanwa I. Kompetisi 1. Mengukur tengan DC dengan mengunakan multitester 2. Mengukur tegangan AC dengan menggunakan multitester 3. Mengukur arus DC dengan menggunakan multitester 2. bateray D 1,5 Volt 4 buah 3. Trafo step down 220/12 volt 4. Tahanan 10 ohm, 47 ohm, 510 ohm, 680 ohm, dan 15 K ohm 5. Papan rangkaian, saklar, dan kabel penghubung II. Teori Pendukung Multitester adalah alat untuk mengukur tegangan AC/DC, arus DC dan tahanan. Untuk mengukur tegangan, saklar pilih multitester dikembalikan pada posisi ACV atau DCV dan alat ukur dipasang secara paralel dengan beban ( yang akan diukur). Bila yang diukur adalah arus DC maka saklar pemilih diatur pada posisi DC ma dan alat ukur di pasang seri dengan beban. Sedangkan untuk mengukur tahanan, saklar pemilih di atur pada posisi Ohm dan alat ukur dipasang secara paralel dengan beban ( perlu diingat beban dalam keadaan tidak berarus listrik). Hasil pengukuran dapat diketahui dengan membaca skala yang sesuai dengan penempatan posisi skala pemilih. IV. Petunjuk Kerja A. Mengukur tegangan DC 1 Pasang kabel multitester (Lead) yang merah pada terminal positif dan kabel yang hita pada terminal negatif multitester 2 Atur skalar pemilih multitester pada posisi DCV dengan batas ukur Hubungan lead merah ke terminal positif bateray dan lead hitam pada negatifnya 4 Baca angka yang ditunjuk olej jarum multitester pada skala 0 10 DCV 5 Ukur tegangan bateray yang diberikan pada tabel

2 B. Mengukur tegangan AC 1 Atur skala pemilih multitester pada posisi AC V dengan batas ukur 50 ACV. Hubungan trafo step down ke sumber tegangan 220 v. 2 Hubungan lead multitester ke bagian sekunder trafo pada terminal yang terlihat pada tabel 2 3 Baca angka yang ditunjuk oleh multitester pada skala 0 50 ACV (skala merah) C. Mengukur arus DC 1 Atur skala pemilih multitester pada posisi DcmA dengan batas ukur 0,25 A. 2 Buat rangkaian seperti gambar tiga ( E= 1,5 V, R = 150 ohm). Perhatikan polaritas alat ukur. 3 Baca angka yang ditunjuk oleh jarum multitester pada skala 0 10 DcmA. 4 Lanjutkan percobaan dengan menambahkan bateray sesuai dengan tabel 3. D. Mengukur tahanan 1 Atur skala pemilih multitester pada posisi ohm x10 ohm 2 Kalibrasi alat ukur dengan cara menghubungkan singkat kedua lead multitester, atur ADJ sampai jarum menunjuk angka nol pada skala ohm. 3 Hubungkan lead pada masing masing kaki tahanan 4 Baca apa yang ditunjuk pada skala oleh jarum pada skala ohm 5 Ukur nilai tahanan yang diberikan dalam tabel 4. V. Gambar Rangkaian VI. Tabel Pengukuran Tabel 1 Jumlah Baterai Tegangan 3 4

3 Tabel 2 2. Perhatikan tabel 2. Ukur tegangan pada terminal terminal Terminal CT 6 CT Tegangan transformator step down seperti terlihat pada kolom terminal. Kemudian isikan tegangan yang terukur dari multitester tersebut. 3. Perhatikan tabel 3. Ukur arus bateray sesuai dengan jumlah yang ditunjukkan. Kemudian isikanlah pada pada kolom Tabel 3 arus. 4. Perhatikan tabel 4. Ukur tahanan dari nilai nilai yang telah Jumlah Baterai Arus ditetapkan. Kemuidan isikan hasil pengukuran tersebut ke kolom pengukuran. 5. Silahkan amati apakah nilai yang terukur dengan nilai yang tertera pada peralatan sama? Jika sama berikan alasanya dan jika berbeda terangkan penyebabnya. Tabel 4 6. Setelah melakukan pratikum, jelaskan kegunaan Tahanan (ohm) K Pengukuran multitester pada saat mengukur tegangan AC, tegangan DC, Arus DC dan tahanan. Dan tunjukkan apa perbedaan mengukur arus dan tegangan? 7. Jelaskan juga cara mengkalibrasi multitester untuk mengukur tegangan AC, tegangan DC, arus DC dan tahanan. VII Eksplorasi 1. Perhatikan tabel 1. Ukurlah tegangan bateray tersebut sesuai dengan jumlahnya. Isikan pada kolom tegangan 5 6

4 B. Pengukuran Nilai Tahanan Pita D= Toleransi Nilai tahanan untuk kode warna tertentu ditentukan I. Kompetensi 1. Mahasiswa dapat membaca nilai tahanan dari kode warna. 2. Mahasiswa mengetahui dan memahami cara pengukuran nilai bermacam macam tahanan (Tahanan karbon, tahanan geser, potensiometer). dengan menggunakan tabel berikut: Tabel Kode Warna Tahanan Warna Pita A Pita B Pita C Pita D Hitam 0 1 Coklat ± 1 % Merah ± 2 % II. Teori Pendukung 1. Tahanan Karbon Nilai dari tahanan karbon dapat diketahui dengan membaca kode warna yang tercantum pada tahanan tersebut. Kode warna pada tahanan terdiri atas empat pita warna seperti pada gambar 5 berikut: A B C D Orange Kuning Hijau Biru Ungu Abu abu Putih Emas 10 1 ± 5 % Pita A= Angka Pertama (puluhan) Pita B= Angka Kedua (satuan) Perak 10 2 ± 10 % Catatan: Tahanan tanpa kode warna mempunyai toleransi ± 20 % Pita C= Faktor Pengali 7 8

5 Sebagai contoh, suatu tahanan dengan kode warna kuning, ungu, merah, emas maka nilai tahanannya 4700 ohm toleransi ± 5 %. 2. Tahanan Geser kontak geser D C A B 3. Potensiometer B A C D Nilai tahanan geser dapat dirobahrobah dengan menggeser kontak geser D. Terminal A dan B digunakan untuk mengukur nilai tahanan dari minimum ke maksimum. Nilai tahanan dari suatu potensiometer dapat diubah dengan cara memutar saklar pemilih D dari kiri ke kanan. Tahanan ini memiliki tiga terminal yaitu terminal A dan C sebagai terminal maksimum dan minimum tahanan, dan terminal B sebagai terminal pengatur vaiabel tahanan. 4. Tahanan Dekade Nilai tahanan dekade dapat diatur A dengan memutar sakelar pemilih ke BC x1 x10 x10 2 x10 3 posisi x1, x10, x100 dan x 1000 sesuai dengan kebutuhan. Tahanan ini memiliki tiga terminal dimana tempat pengukuran adalah terminal A dan terminal B. III. Alat dan Bahan 1. Multitester 2. Tahanan karbon senilai 10 ohm, 47ohm, 220 ohm, 1 kohm, dan 10 kohm 3. Tahanan geser 4. Tahanan dekade 5. Potensiometer IV. Langkah Kerja 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Tentukan nilai tahanan karbon yang tersedia berdasarkan kode warnanya dan tabulasikan kedalam tabel

6 3. Atur sakelar pada multitester pada posisi ohm x10 dan kalibrasikan alat ukur. 4. Ukur nilai tahanan yang digunakan pada langkah 2 dan tabulasikan hasil pengukuran ke tabel Ukur nilai tahanan geser dan tahanan potensiometer untuk posisi sakelar yang diberikan pada tabel Ukur nilai tahanan dekade untuk posisi sakelar pemilihan yang diberikan tabel 3. Tabel 2 No Posisi Sakelar Tahanan Geser 1 Minimum 2 Setengah 3 Maksimum Tabel 3 Potensiometer V. Tabel No Posisi Sakelar Hasil Pengukuran Tabel 1 X1000 x100 x10 x1 No Warna Nilai Tahanan Hasil Pengukuran 1 Coklat Hitam Orange Emas 2 Coklat Hitam Hitam Emas 3 Coklat Hitam Merah Emas 4 Merah Merah Coklat Emas Kuning Ungu Hitam Emas 11 VI. Kesimpulan 1. Jelaskanlah cara membaca kode warna pada tahanan. 2. Tahanan tahanan yang digunakan dalam percobaan ini dapat dibedakan atas dua macam, jelaskanlah. 12

7 3. Jelaskanlah cara kerja tahanan tahanan variabel yang digunakan dalam percobaan ini. C. RANGKAIAN TAHANAN VII. Eksplorasi 1. Bandingkan hasil pembacaan tahanan berdasarkan kode warna dengan hasil pengukuran dan buatlah analisanya. 2. Bandingkan hasil pembacaan tahanan dekade berdasarkan skala dengan hasil pengukuran dan buatlah analisanya. I. Kompetensi 1. Mengunakan cara menggunakan multitester untuk mengukur tahanan 2. Menguasai cara memasang tahanan pada papan rangkaian untuk membuat rangkaian seri, paralel dan campuran (seriparalel). 3. Menguasai penerapan konsep rangkaian seri, paralel, dan transformasi segitiga bintang untuk menganalisis rangkaian tahanan. II. Teori Pendukung 1. Rangkaian Seri, Paralel, dan Campuran Ada tiga komponen dasar listrik yaitu tahanan (resistor), lilitan (induktor) dan kapasitor. Ada tiga rangkaian dasar yang digunakan yaitu rangkaian seri, paralel dan campuran (seri dan paralel). Jika diberi ujung awal tahanan dengan aw dan akhir dengan ak maka dapat dijelaskan cara menyambung rangkaian seri, paralel dan campuran. Perhatikan gambar 1.a. ada dua 13 14

8 tahan R1 dan R2 masing masing diberi tanda aw dan ak pada ujung ujungnya. Rangkaian seri adalah rangkaian yang menghubungkan akhir (ak) tahanan R1 dengan awal (aw) tahanan R2. Perhatikan gambar 1.b merupakan rangkaian seri. Apabila tahanannya lebih dari dua dengan cara yang sama sambungkan akhir R2 dengan awal tahan yang lain, begitu seterusnya. Rangkaian paralel adalah menyambungkan antara awal (aw) R1 dangan awal (aw) R2 dan akhir (ak) R1 dengan akhir (ak) R2. Perhatiakan gambar 1.c merupakan rangkaian paralel. Jika tahanan yang akan diparalel lebih dari dua maka tinggal dipasang awal tahanan lain dengan awal tahan R1 dan R2 serta akhir tahanan lain dengan akhir R1 dan R2 begitu seterusnya. Gambar 1. rangkaian seri, paralel dan campuran 2. Rangkaian Segitiga Bintang Rangakain campuran adalah pengabungan antara rangkaian seri dan paralel Rangkaian segitiga adalah tiga tahanan yang dirangkai menyerupai bentuk segitiga dan rangkaian bintang adalah tiga tahanan yang dirangkai menyerupai bintang. Perhatikan gambar 2. Rangkain segitiga dapat dikonversi kebentuk rangkaian bintang dan rangkaian bintang dapat juga dikonversi ke bentuk segitiga. Rangkaian segitiga dilambangkan dengan Δ dan rangkaian bintang dilambangkan dengan Y. Lambang konversi dari bintang ke segitiga adalah Y Δ dan lambang konversi segitiga ke bintang adalah Δ Y. Untuk

9 melakukan konversi digunakan persamaan bintang segitiga dan persamaan segitiga bintang seperti pada persamaan 1 dan persamaan Papan Rangkaian Papan rangkaian digunakan untuk memasang komponen dalam membuat suatu rangkaian listrik. Pada papan rangkaian terdapat 32 terminal (lubang) tempat pemasangan komponen. Setiap 4 terminal yang sebaris dihubungkan oleh kawat (konduktor), sehingga pada papan rangkaian terdapat delapan (8) baris terminal yang saling berhubungan. Jangan memasang memasang komponen pada jalur terminal yang sudah dihubungkan kawat. Hal ini akan menimbulkan arus hubungan Gambar 2. bintang segitiga singkat. Cara pemasangan yang benar adalah sebagai berikut. Persamaan 1. Y Δ R1 = R12. R31 R12 + R23 + R3 R2 = R12. R23 R12 + R23 + R31 R3 = R23. R31 R12 + R23 + R3 Gambar 3. Rangkaian seri Persamaan 2. Δ Y R1R 2 + R2R3 + R3R1 R12 = R3 R1 R2 + R2R3 + R3R1 R23= R31 = R1 R1R 2 + R2R3 + R3R1 R2 Gamabar 4. Rangkaian paralel 17 18

10 VII. Gambar Rangkaian Gambar 5. Rangkaian seri paralel III. Alat alat 1. Multitester 2. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm, 1K ohm dan 2,2 K ohm 3. Papan rangkaian dan konektor (kabel) IV. Petunjuk Kerja 1. Buatlah rangkaian tahanan seperti pada gambar rangkaian (dibawah ini) pada papan rangkaian (rangkailah sesuai dengan contoh pada gambar 3, gambar 4 dan gambar Ukur tahanan total masing masing rangkaian pada titik pengukuran A dan B

11 VI. Tabel D. PENGARUH SUHU TERHADAP TAHANAN No Rangkaian Hasil Ukur R AB Hasil Hitung R AB 1 Rangkaian 6 2 Rangakian 7 3 Rangakian 8 4 Rangkaian 9 5 Rangkaian 10 I. Komptensi 1. Membuat rangkaian jembatan Wheatstone untuk menentukan nilai tahanan. 2. Menghitung nilai tahanan setiap kenaikan suhu II. Teori Pendukung VII. Eksplorasi 1. Hasil pengukuran diletakkan kembali dengan rangkaian 2. Hitung kembali nilai tahanan total dititik A dan B pada masing masing rangkaian (Rangkaian 6 sampai dengan rangkaian 10) 3. Amati dan bandingkan hasil keduanya. Jika sama antara hasil pengukuran dan perhitungan maka tuliskan alasannya. Jika ternyata berbeda antara keduanya maka jelaskan apa penyebabnya? 4. Jelaskan perbedaan rangkaian seri dan paralel 5. Jelaskan tentang rangkaian campuran 6. Jelaskan kegunaan konversi Δ Y dan Y Δ 7. Jelaskan pengaruh titik pengukuran dengan hasil pengukuran. 21 Perhatikan rangkaian jembatan Wheatstone pada gambar 1. Terlihat seperti wajik. Ditengah tengahnya ada sebuah alat ukur yang disebut galvanometer. Galvanometer mengukur pada titik A dan B. Galvanometer adalah untuk mengukur tengan positif dan negatif. Jika tidak digunakan maka jarum penunjuk berada pada posisi tengah tengah atau menunujuk nilai nol (0). Pada rangkaian Wheatstone, galvanometer mengukur tengan pada titik A dan B untuk mengetahui apakah tahanan tahanan dalam rangkaian pada kondisi setimbang? Jika dalam keadaan setimbang galvanometer menunjuk angka nol kembali. 22

12 Rt1 = tahanan pada t1, Rt2 = tahanan pada t2 T1 = suhu mula mula, T2 = suhu akhir α = koefisien suhu (0,0037) III. Alat alat 1. satu unit lampu TL 220V, 10 W Perhatikan tahanan R1 adalah tahanan decade yang dapat diatur besarannya. R1 bertujuan untuk mencari tahanan dalam rangkaian dalam keadaan setimbang. 2. Galvanometer 3. Sumber tegangan DC 3 volt 4. Tahanan decade, tahanan 150 ohm ( 2 bh) 5. Papan rangkaian dan kabel 6. Termometer Rangkaian Wheatstone setimbang bila terjadi kondisi R1.R3 sama dengan R2. R4 atau dengan persamaan matematis (persamaan 1). R1. R3 = R2. R4.(1) Kenaikan suhu semakin bertambah jika konduktor dipanaskan. Pertambahan panas pada konduktor dapat dihitung berdasarkan persamaan 2. Rt2 = Rt1(1 + α ( t2 t1)) (2) IV. Petunjuk Kerja 1. Buat rangkaian jembatan Wheatstone seperti pada gambar 2 (rangkain kerja). 2. Ukur besar tahanan ballast dengan mengunakan rangkaian jembatan Wheatstone. 3. Ukur suhu ballast lampu TL 4. Lepaskan rangkaian Jembatan Wheatstone dengan ballast lampu TL Dimana : 23 24

13 5. Hidupkan lampu TL selama 5 menit, kemudian matikan. Dan ukur kembali tahanan ballast seperti langkah 2 dan ukur suhu ballast (langkah 3). 6. Hudupkan kembali lampu TL 5 menit lagi dan seterusya. Ulangi sampai mencapai panas maksimum termometer. V. Gambar Rangkaian VI. Tabel Tabel VII. Eksplorasi 1. Isikan hasil pengukuran pada kolom R1 untuk besar tahanan ballast dan kolom T untuk setiap kenaikan suhu. 2. Perhatikan setiap kenaikan tahanan ballat dan suhu. Bandingkan dengan mengunakan persamaan 2. apakah sebanding kenaikannya tahanan terhadap perubahan suhu. Jika ya maka jelaskan dengan rinci, kejadian apa yang menyebabkanya. Jika tidak maka jelaskan faktor apa saja yang mempengaruhinya. 3. Buatlah grafik kenaikan tahanan terhadap suhu 4. Apakah grafik yang dihasilkan linier?, jelaskan dengan rinci! 5. Jelaskanlah pengunaan galvanometer pada rangkaian Jembatan Wheatstone 6. Apakah yang menyebabkan galvanometer menunjuk nol ketika rangkaian Jembatan Wheatstone setimbang? Jelaskan dengan rinci! No R1 (Ω) T ( o C)

14 R = Nilai tahanan. E. Hukum Ohm 2. Tegangan dan Arus Rangkaian Seri dan Paralel Rangkaian Paralel I. Kompetensi 1. Menguasai cara mengukur arus dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik. 2. Menguasai penerapan hukum Ohm untuk menghitung besar arus dan tegangan pada rangkaian. II. Teori Pendukung 1. Hukum Ohm Hukum ohm menyatakan hubungan antara arus, tegangan dan tahanan pada sebuah rangkaian listrik, dimana besar tegangan yang mengalir pada sebuah hambatan (tahanan murni) akan sebanding dengan besar arus yang mengalir dikalikan dengan nilai tahanan yang dialiri arus tersebut. Hal ini dirumuskan: Pada rangkaian paralel, tegangan pada setiap tahanan besarnya sama sehingga arus pada tiap tahanan dapat dirumuskan: V I 1 =, R1 V I 2 = R2 Sehingga arus total yang mengalir pada rangkaian: V = I R I = I1+ I 2 Dimana: V = Tegangan. I = Arus yang mengalir pada tahanan

15 Rangkaian Seri Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada setiap tahanan besarnya sama sehingga tegangan pada tiap tahanan dapat dirumuskan: IV. Petunjuk Kerja 1. Buat rangkaian seperti pada gambar 4, teliti pemasangan rangkaian pada tanda (+) dan ( ). 2. Ukur tegangan sumber (E), tegangan antara titik A dan B (V AB ) dan arus total (I) yang ditunjukkan oleh miliamperemeter (ma). 3. Lanjutkan percobaan untuk rangkaian seperti pada gambar 5, 6 dan 7. V. Gambar Rangkaian V1 = I R1, V 2 = I R2 Sehingga tegangan total yang mengalir pada rangkaian: V = V1+ V 2 III. Alat dan Bahan 1. Multitester Gambar 4 2. Miliamperemeter 3. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm, 1000 ohm 4. Sumber tegangan DC 6 V 5. Papan rangkaian dan kabel 29 30

16 E Dimana: R1 = 100 ohm, R2 = 330 ohm, R3 = 470 ohm, R4 = 1000 ohm ma A R1 R2 B VI. Tabel Pengamatan No Rangkaian E V AB V BC I R3 1 Gambar 4 Gambar 5 2 Gambar 5 3 Gambar 6 4 Gambar 7 VII. Eksplorasi 1. Hitung besar arus total dalam masing masing rangkaian. Gambar 6 2. Hitung tegangan V AB dan V AC pada setiap rangkaian. 3. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan untuk setiap percobaan. 4. Jelaskan batasan berlakunya hukum Ohm. Gambar

17 E. Hukum Arus Kirchoff I. Kompetensi 1. Menguasai cara mengukur arus total dan arus cabang dalam suatu rangkaian listrik. 2. Menguasai penerapan hukum arus Kirchoff analisis rangkaian. II. Teori Pendukung Hukum Kirchoff menyatakan bahwa besar arus yang memasuki suatu simpul percabangan dalam rangkaian listrik akan sama dengan besar arus yang meninggalkan percabangan tersebut. Misalkan suatu percabangan pada rangkaian listrik sebagai berikut: Gambar 1. Konsep Arus Kirchoff Maka arus yang memasuki dan meninggalkan simpul dirumuskan: I T = I1 + I 2 + I I III. Alat dan Bahan 1. Multitester 2. Miliamperemeter 3. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm, 1000 ohm 4. Sumber tegangan DC 6 V 5. Papan rangkaian dan kabel IV. Petunjuk Kerja 1. Buat rangkaian seperti pada Gambar Ukur tegangan sumber (E), arus total (I), arus cabang I 1, I 2, I 3 dan I Lanjutkan percobaan untuk rangkaian seperti pada gambar 3 dan Jumlahkan nilai arus cabang (hasil pengukuran) dalam setiap rangkaian, bandingkan dengan arus totalnya (hasil pengukuran). 5. Hitung nilai tahanan total dan arus total dalam setiap rangkaian. n = n n= 1 I n 33 34

18 6. Hitung semua arus cabang dalam setiap rangkaian. Dimana: R1 = 100 ohm, R2 = 330 ohm, R3 = 470 ohm, R4 = 1000 ohm V. Gambar Rangkaian VI. Tabel Pengamatan No Rangkaian E I t I 1 I 2 I 3 I 4 1 Gambar 1 2 Gambar 2 Gambar 2. 3 Gambar 3 Gambar 3. VII. Eksplorasi 1. Hitung besar arus total dalam masing masing rangkaian. 2. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan untuk setiap percobaan. 3. Jelaskan batasan berlakunya hukum kirchoff. Gambar

19 Untuk menentukan tegangan antara dua titik, misalkan A dan B dalam suatu rangkaian tertutup dapat digunakan persamaan : F. HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF I. KOMPETENSI 1. Menguasai cara mengulcur arus dan tegangan dalam rangkaian listrik satu loop. dua loop, dan tiga loop. 2. Menguasai penerapan hukum tegangan Kirchhoff dalam analisis rangkaian. II. TEORI PENDUKUNG Hukum tegangan Kirchoff berbunyi, dalam suatu rangkaian tertutup, jumlah gaya gerak listrik (GGL) sama dengan jumlah hasil kali arus dan tahanan. Hukum kirchoff ini dapat dinyatakan dengan persamaan : V AB = I.R E Dengan ketentuan sebagai berikut : 1. Arah positif dari A dan B 2. I dan E diberi tanda positif jika searah dengan arah loop dan sebaliknya 3. R selalu diberi tanda positif III. ALAT ALAT 1. Multitester 2. Milliamperemeter 3. Sumber tegangan DC 3 V dan 6 V 4. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm 5. pagan ranqkaian, kabel Dengan aturan aturan yang harus dipenuhi : 1. Semua tahanan (R),diberi tanda positif 2. Arus (I) diberi tanda positif jika searah loop dan sebaliknya 3. Tegangan sumber (E) diberi tanda positif jika searah dengan arah loop dan sebaliknya. IV. PETUNJUK KERJA 1. Ukur tegangan sumber E 1, dan E 2, di luar rangkaian, dan catatlah hasil pengukuran tersebut. 2. Buat rangkaian seperti pada Gb.1 3. Ukur tegangan V AB dan arus dalam rangkaian

20 4. Lakukan langkah yang sama (1 dan 2) untuk percobaan untuk Gb2 dan 3. Ukur tegangan V AB, dan arus dalam setiap cabang rangkaian. V. GAMBAR RANGKAIAN E 1 = 6 V E 2 = 3 V Gambar 1. Rangkaian Percobaan 1 R 1 = 100 Ohm R 2 = 330 Ohm E 1 = 6 V E 2 = 3 V R 1 = 100 Ohm R 2 = 330 Ohm R 3 = 470 Ohm VI. TABEL PENGUKURAN Tabel untuk Gambar 1. E 1 E 2 V AB I Tabel untuk Gambar 2. E 1 E 2 V AB I 1 I 2 I 3 Tabel untuk Gambar 3. E 1 E 2 V AB I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 Gambar 2. Rangkaian Percobaan 2 E 1 = 6 V E 2 = 3 V R 1 = 330 Ohm R 2 = 150 Ohm R 3 = 68 Ohm R 4 = 330 Ohm R 5 = 150 Ohm 39 VII. EXPLORASI 1. Hitunglah besar arus dalam masing masing rangkaian dengan menggunakan hukum regangan Kirchhoff. 40

21 2. Hitung besar tegangan V AB, untuk setiap rangkaian dengan menggunakan hukum Ohm. 3. Bandingkanlah hasil pengukuran saudara dengan hasil penghitungan, dan bagaimana menurut saudara hasil perbandingan tersebut. H. GARIS GAYA MAGNET DAN ARUS LISTRIK INDUKSI I. KOMPETENSI 1. Mengamati dan menggambarkan garis gaya maknit 2. Mengukur arus dan gaya gerak listrik industri II. TEORI PENDUKUNG Garis gaya magnit : Garis gaya magnit berupa garis garis lengkung dari kutub utara ke kutub selatan magnit. Garis gaya magnit dapat diamati melalui percobaan dengan mengunakan serbuk besi. Setiap magnit mempunyai sejumlah garis gaya magnit yang disebt dengan fluks magnet. Sebuah kumparan (gulungan kawat) dapat bersifat sebagai sebuah magnit bila diberi arus listrik. Magnit yang dibentuk ini disebt magnet listrik. Garis gaya magnet listrik akan lebih banyak bila kedalam kumparan itu dimasukkan inti besi. Hukum Faraday : Menurut ahli fisika, Michael Faraday : Jika anatara konduktor dan medan magnet terdapat gerakan maka dalam konduktor timbul gaya gerak listrik induksi, yang besarnya sebandig dengan 41 42

22 kecepatan perubahan fluks magnet yang dipotong setiap saat. Hukum ini dapat dinyatakan dengan rumus : 3. Lukis garis gaya magnet yang dibentuk oleh serbuk besi. 4. Ulangi percobaan ini untuk mengamati garis gaya antara dua Dimana : III. ALAT ALAT dθ e = N dt e = ggl induksi (volt) N = Jumlah lilitan kawat θ = Fluks magnet (weber) t = waktu (detik) kutub magnet. B. Percobaan Pada Magnet Listrik 1. Buatlah rangkaian seperti pada gb.1 (dalam kumparan ada inti besi). 2. Taburkan serbuk besi secara merata dan tipis pada kertas yang diletak di atas fiberglas pada kumparan. 3. Lukis garis gaya magnet yang dibentuk oleh serbuk besi. C. Percobaan Arus Listrik Induksi 1. Buat rangkaian seperti pada gb.2 (dalam kumparan ada inti 1. multitester 6. serbuk besi 2. galvanometer 7. inti besi 3. magnet batang 8. dinamo 4. kumparan 9. saklar 5. sumber tegangan DC 6 V 10. kabel besi). 2. Gerakkan kutub utara magnet batang ke ujung kumparan dengan arah mendekati, kemudian menjauhi dengan gerakn lambat. 3. Catat angka maksimum yang ditunjuk oleh galvanometer untuk gerakan mendekati dan menjauhi. IV. PETUNJUK KERJA A. Percobaan Pada Magnet Batang 1. Letakkan kertas diatas sebuah magnet batang (kertas tidak menempel pada magnet) 4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk data yang diberikan dalam tabel Buat rangkaian seperti pada gb.3 (dalam kedua kumparan ada inti besi). 2. Taburkan serbuk besi secara merata dan tipis di atas kertas

23 6. Catat angka maksimum yang ditunjuk oleh galvanometer pada saat saklar ditutup (ON) dan dibuka (OFF), masukkan ke tabel 2. Ditutup Dibuka Saklar I ( µ A) V. GAMBAR RANGKAIAN. VI. TABEL. Tabel 1. Magnet Listrik Kutub Arus Induksi untuk Arah Gerak Gerakan Magnet Mendekati Menjauhi VII. EKSPLORASI 1. Jelaskan cara untuk menentukan kutub magnet dari sebuah magnet batang. 2. Jelaskan cara untuk menentukan pembentukan kutub kutub magnet pada sebuah magnet listrik. 3. Apa sebabnya bila sebuah kumparan sebagai magnet listrik diberi inti besi akan menghasilkan garis gaya yang lebih banyak. 4. Bagaimana GGL induksi yang timbul dalam kumparan bila gerakan magnet dipercepat, dan bagaimana pula jika lilitan kumparan diperbanyak. lembut Utara Cepat Utara Lambat Selatan Cepat Selatan Tabel 2. Arus Induksi 45 46

24 I. TRANSFORMATOR I. KOMPETENSI 1. Menguasai prinsip kerja transformator. 2. Menguasai cara mengukur tegangan primer dan sekunder pada transformator step up dan step down. II. TEORI PENDUKUNG Transformator adalah suatu alat untuk memindahkan daya arus bolak balik dari suatu rangkaian kerangkaian yang lain secara elektromagnet disertai dengan perubahan tegangan dan arus. Perbandingan antara jumlah lilitan kumparan sekunder dengan kumparan primer disebut perbandingan transformasi, dapat dinyatakan dengan rumus : a = N 2 / N 1 atau a = E 2 / E 1 dimana : E 1 = tegangan primer E 2 = tegangan sekunder N 1 = jumlah lilitan primer N 2 = jumlah lilitan sekunder Tegangan input dan output pada trafo adalah tegangan AC. III. ALAT ALAT 1. multitester 2. slide regulator 3. trafo KIT (inti U dan T, kumparan 1000 dan 2500) 4. kabel IV. PETUNJUK KERJA 1. Buat rangkaian seperti pada Gambar Atur saklar pilih slide regulator pada angka nol, dan hubungkan ke sumber 220 Volt. 3. Atur saklar pemilih multitester pada posisi ACV dengan batas ukur 50 V atau 250 V. 4. Hubungkan kabel (merah dan hitam) multitester pada bagian primer trafo. 5. ON kan slide regulator, putar saklar pilih sehingga tegangan E 1 = 10 V. 6. Ukur tegangan sekunder E Lanjutkan percobaan untuk nilai E 1 yang diberikan pada tabel Ulangi percobaan untuk melengkapi tabel Hitung nilai tegangan sekunder E 2 untuk seluruh percobaan

25 V. GAMBAR RANGKAIAN VI. TABEL Gambar 1. Tabel 1 N1 N2 E1 E Bandingkan hasil pengukuran dan hasil perhitungan tegangan sekunder untuk setiap percobaan. Jelaskan bila ada perbedaan. 3. Hitunglah besar transformasi dengan menggunakan rumus a = E 2 / E 1 untuk seluruh percobaan ( E 2 yang dipakai adalah hasil pengukuran). 4. Bandingkan hasil perbandingan transformasi dengan menggunakan rumus a = N 2 / N Jelaskan perbedaan transformator step up dan transformator step down, berdasarkan perbandingan transformasi. Tabel 2 N1 N2 E1 E VII. EKSPLORASI 1. Hitung nilai tegangan sekunder E 2 untuk seluruh percobaan

26 J. GAYA MAGNET I. KOMPETENSI 1. Menguasai konsep gaya magnet. 2. Menguasai cara menghitung gaya dan medan magnet. Bagian bagian CFB dapat dilihat pada gb.4. Konduktor yang mengalami gaya adalah konduktor yang berarus listrik. Sehingga dengan memindahkan hubungan pada terminal konduktor, panjang konduktor yang memperoleh gaya dapat divariasikan. II. TEORI PENDUKUNG Current Force Ballance (CFB) Gaya Lorentz dapat diamati dengan menggunakan CFB. Konduktor dan medan magnet pada CFB berada pada posisi tegak lurus ( θ = 90 0 ) sehingga, F = 0,1 BIL dyne (dalam satuan cgs) Jadi medan magnet pada CFB adalah : F B = gauss (dalam satuan cgs) 0,1IL Perhitungan gaya pada CFB menggunakan prinsipkesetimbangan gaya. Bila CFB dalam keadaan setimbang maka berlaku, LB F = x 981 m dyne L F L B = lengan beban (cm), L F = lengan gaya (10 cm), m= massa anak timbangan (gr). Keterangan Gb.1: 1. konduktor (ditempatkan dalam medan magnet) 2. terminal konduktor (setiap terminal berjarak 2 cm) 3. beban (massa beban adalah 1 gram) 4. batang lengan beban (mempunyai garis garis yang berjarak 0,5 cm) 5. lengan gaya (panjangnya 10 cm) 6. tiang pedoman kesetimbangan III. ALAT ALAT 1. CFB 2. amperemeter DC 3. power supply DC 6V, 5A 51 52

27 IV. 4. tahanan 5 ohm, 5W 5. papan rangkaian, saklar dan kabel PETUNJUK KERJA 1. Buat rangkaian seperti pada gambar 2 (R = 5 ohm, m= 1 gram, L = 8 cm). 2. Setimbangkan CFB dengan anak timbangan pada nol (garis pertama), dengan cara memutar baut yang ada di bagian tengah CFB. 3. Tekan saklar sehingga konduktor bergerak kebawah. 4. Setimbangkan CFB kembali dengan menggeser anak timbangan. 5. Ukur jarak L B, pindahkan terminal konduktor CFB untuk memperoleh panjang konduktor yang diinginkan. 6. Lanjutkan percobaan untuk panjang konduktor (L) yang diberikan pada tabel VI. TABEL Terminal Konduktor CFB L (cm) L B (cm) I (A) VII. EKSPLORASI 1. Hitunglah besar gaya Lorentz F dengan rumus kesetimbangan gaya. 2. Hitunglah besar medan magnet B dengan rumus gaya Lorentz. 3. Bandingkanlah hasil pengukuran saudara dengan hasil penghitungan 4. Kemukakanlah pendapat saudara tentanga hasil perbandingan tersebut V. GAMBAR RANGKAIAN 53 54