PENGUKURAN BESARAN LISTRIK LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM KADIRI KEDIRI
PENDAHULUAN A. UMUM Sesuai dengan tujuan pendidikan di UNISKA, yaitu : - Pembinaan hidup bermasyarakat - Pembinaan sikap ilmiah - Pembinaan sikap kepemimpinan - Pembinaan keahlian Maka tugas dari Laboratorium Fakultas Teknik UNISKA antara lain : - Memperkuat konsep - Melengkapi kuliah - Melatih keterampilan / penerapan teori Dengan demikian praktikum Pengukuran Besaran Listrik adalah melatih keterampilan dalam menerapkan teori-teori yang diperoleh dari mata kuliah Pengukuran Besaran Listrik. Disamping itu praktikum Pengukuran Besaran Listrik dapat mengasah kemampuan mahasiswa untuk menggunakan alat-alat ukur eletronika. Kesungguhan dan ketertiban dalam melakukan praktikum merupakan prasyarat utama untuk mencapai keberhasilan praktikum anda. Oleh karena itu, selama anda melaksanakan praktikum di laboratorium Teknik Elektro UNISKA ada beberapa hal yang perlu anda perhatikan : 1. Selama praktikum, praktikan dibimbing oleh asisten dan untuk itu praktikan harus mempersiapkan segala sesuatu tentang percobaan yang akan dilakukan seperti yang ada pada BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM bersama rekan praktikumnya. 2. Sebelum melaksanakan praktikum, periksalah semua peralatan yang akan digunakan dan pinjamlah peralatan yang belum ada. 3. Dalam melaksanakan praktikum perlu diperhatikan penggunaan waktu yang ada, karena waktu pelaksanaan Praktikum Rangkaian Linear Aktif adalah 3 jam. Rincian penggunaan adalah seperti berikut : - Persiapan : Untuk persiapan, praktikan diberi waktu 30 menit dan pada saat persiapan tugas praktikan adalah : menyerahkan tugas pendahuluan dan meminjam peralatan yang belum ada. PENDAHULUAN ii
- Melakukan Percobaan : Dalam melakukan percobaan praktikan diberi waktu ± 120 menit dan sisanya (30 menit) digunakan untuk mencata hasil praktikum dalam lembar Laporan Sementara. 4. Tugas pendahuluan dikumpulkan sebelum praktikum dimulai kepada asistenya masing-masing. 5. Praktikan dilarang mengerjakan Tugas Pendahuluan di lingkungan Laboratorium. 6. Sebelum melakukan percobaan, setiap praktikan harus mempersiapkan Laporan Resmi yang telah ditulisi dengan tujuan percobaan, teori, cara kerja, serta persiapkan pula kertas karbon dan kertas grafik bila diperlukan. B. TATA TERTIB Tata tertib yang harus diperhatikan dan ditaati selama melakukan praktikum Pengukuran Besaran Listrik adalah : 1. Praktikan harus hadir 10 menit sebelum praktikum dimulai. 2. Praktikan baru diperkenankan masuk Laboratorium setelah percobaan yang akan dilaksanakan dinyatakan SIAP oleh asisten. 3. Sebelum melakukan praktikum, semua perlengkapan kecuali buku petunjuk praktikum, alat tulis dan peralatan penunjang harus diletakkan di tempat yang telah ditentukan. 4. Setiap praktikan harus melakukan percobaan dengan rekan praktikum yang telah ditentukan. 5. Selama mengikuti praktikum, praktikan harus berpakaian sopan dan tidak diperbolehkan memakai sandal, bertopi, merokok, membuat gaduh, dan lain-lain. 6. Selama praktikum, praktikan hanya diperbolehkan menyelesaikan tugasnya pada meja yang telah disediakan (melakukan percobaan, membuat laporan sementara dan resmi). 7. Selama melakukan percobaan, semua data hasil percobaan ditulis dalam kolomkolom tabel yang dipersiapkan terlebih dahulu. Laporan sementara dibuat rangkap n + 1 dan dilaporkan pada asisten untuk ditanda tangani. n adalah jumlah praktikan dalam satu kelompok. 8. Berdasarkan Laporan Sementara yang telah disetujui oleh asisten, setiap praktikan membuat Laporan Resmi sesuai dengan tugas yang diberikan dalam buku petunjuk, PENDAHULUAN iii
kemudian diserahkan kepada asisten masing-masing dengan dilampiri laporan sementara. 9. Jika praktikan akan meninggalkan ruang praktikum, harus melaporkan pada asisten dan demikian pula sebaliknya. 10. Praktikan yang sudah menyelesaikan tugas-tugasnya, diharuskan meninggalkan ruang praktikum. C. SANKSI Ada beberapa sanksi yang dapat diterapkan terhadap praktikan yang melanggar peraturan tata tertib : 1. Pelanggaran tehadap : a. Point A-5, asisten berhak melakukan pencoretan terhadap tugas yang telah dikerjakan. b. Point A-6, B-1, B-5, B-6, dan B-9 dikenakan sanksi pembatalan percobaan yang dilakukan. c. Point A-2, B-3, B-4, dan B-9 dikenakan sanksi peringatan dan apabila telah mendapatkan peringatan 3 kali, praktikan akan dikeluarkan dan mendapat Nilai E. 2. Praktikan yang melakukan kecurangan dapat dikenakan sanksi berupa pembatalan seluruh praktikum dan diberi Nilai E. 3. Praktikan yang karena kelalaiannya menyebabkan kerusakan atau menghilangkan alat milik laboratorium harus mengganti alat tersebut. Apabila dalam waktu yang ditentukan belum mengganti, maka tidak diperkenankan mengikuti praktikum berikutnya. 4. Praktikan yang tidak mengikuti praktikum sebanyak 4 kali diberi sanksi pembatalan seluruh praktikum dan diberi Nilai E. 5. Sanksi lain yang ada di luar sanksi-sanksi diatas ditentukan kemudian oleh Kepala Laboratorium. PENDAHULUAN iv
DAFTAR ISI PENDAHULUAN... DAFTAR ISI... ii v PERCOBAAN I. Instrumentasi Laboratorium... 1 PERCOBAAN II. Pengukuran Tahanan Dalam Amperemeter dan Cara Memperbesar Batas Pengukuran Amperemeter... 19 PERCOBAAN III. Penggunaan LRC Meter Dalam Pengukuran... 23 DAFTAR ISI v
PERCOBAAN I INSTRUMENTASI LABORATORIUM I. TUJUAN Mempelajari fungsi multimeter. Memahami kekurangan dan kelebihan multimeter digital dan analog. Dapat menggunakan multimeter sebagai pengukuran tegangan (Voltmeter), sebagai pengukur arus (Amperemeter) dan sebagai pengukur resistansi (Ohmmeter). Mempelajari fungsi generator sinyal. Dapat mengunakan generator sinyal sebagai sumber berbagai bentuk gelombang. Mempelajari fungsi osiloskop. Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan dan sebagai pengukur frekuensi dari berbagai bentuk gelombang. II. PERSIAPAN A. MULTIMETER BEBERAPA CATATAN TENTANG PENGGUNAAN MULTIMETER Perhatikan baik baik beberapa catatan tentang penggunaan multimeter berikut ini. Kesalahan penggunaan multimeter dapat menyebabkan fuse pada multimeter putus. Putusnya fuse dapat mengakibatkan pemotongan nilai sebesar minimal 10. Dalam keadaan tidak dipakai, selector sebaiknya pada kedudukan AC volt pada harga skala cukup besar (misalnya 250 volt). Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kesalahan pakai yang membahayakan multimeter. Sebelum mulai mengukur suatu besaran listrik perhatikanlah lebih dahulu besaran apakah yang hendak diukur dan kira kira berapakah besaranya, kemudian pilihlah kedudukan selector dan skala manakah yang akan dipergunakan. Perhatikan pula polaritas (tanda + dan ) bila perlu. Jangan menyambungkan multimeter pada rangkaian, baru kemudian memilih kedudukan selector dan skala yang akan digunakan. Jika arus/tegangan melebihi batas maksimal pengukuran multimeter, fuse dapat putus. Pada waktu mulai melakukan pengukuran arus dan tegangan, bila tidak dapat dipastikan besarnya arus/ tegangan tersebut, maka mulailah dari batas ukur yang paling besar. Setelah itu selector dapat dipindahkan ke batas ukur yang lebih rendah untuk memperoleh ketelitian yang lebih baik. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 1
Pada pengukuran tegangan dan arus, pembacaan meter akan paling teliti bila penunjukan jarum terletak di daerah dekat skala penuh, sedangkan pada pengukuran resistansi bila penunjukan jarum terletak di daerah pertengahan skala. Harus diperhatikan: pengukuran resistansi hanya boleh dilakukan pada B. OSILOSKOP komponen atau rangkaian tidak mengandung sumber tegangan. MENGUKUR TEGANGAN SEARAH DAN TEGANGAN BOLAKBALIK Kesalahan yang mungkin timbul dalam pengukuran tegangan, disebabkan oleh kalibrasi osiloskop, pengaruh impendansi input, kabel penghubung serta gangguan parasitik. Untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh impedansi input, dapat digunakan probe yang sesuai (dengan memperhitungkan maupun dengan kalibrasi dari osiloskop). Besar tegangan sinyal dapat langsung dilihat dari gambar pada layar dengan mengetahui nilai volt/div yang digunakan. Osiloskop mempunyai impedansi input yang relative besar, jadi dalam mengukur rangkaian dengan impedansi rendah, maka impedansi input osiloskop dapat dianggap oleh circuit (impedansi input osiloskop CRC 5401,1 M ohm parallel dengan 30 pf). MENGUKUR BEDA FASA Pengukuran beda fasa antar dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu: 1. DENGAN OSILOSKOP DUAL TRACE Sinyal pertama dihubungkan pada kanal A, sedangkan sinyal kedua dihubungkan pada kanal B dari osiloskop Pada layar osiloskop akan terlihat bentuk tegangan kedua sinyal tersebut, dimana beda fasanya dapat langsung dibaca dengan cara φ = Δt/T*360 o INSTRUMENTASI LABORATORIUM 2
2. DENGAN METODA LISSAJOUS Sinyal pertama dihubungkan pada kanal B, dan sinyal kedua dihubungkan pada kanal A osiloskop Ubah mode osiloskop menjadi mode x y Pada layar akan terlihat suatu lintasan berbentuk lingkaran, garis lurus, atau ellips dimana dapat langsung ditentukan beda fasa antara kedua sinyal tersebut dengan rumus MENGUKUR FREKUENSI Pengukuran frekuensi suatu sinyal listrik dengan osiloskop dapat dilakukan dengan beberapa cara, anatara lain: 1. CARA LANGSUNG Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal B osiloskop Frekuensi sinyal langsung dapat ditentukan dari gambar, dimana f = 1/T, untuk T = periode gelombang 2. DENGAN OSILOSKOP DUAL TRACE Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal A. Generator dengan frekuensi yang diketahui dihubungkan pada kanal B. Bandingkan kedua gelombang tersebut dengan menampilkannya secara bersamaan. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 3
Frekuensi generator kemudian diubah sampai perioda sinyal yang diukur sama dengan perioda sinyal generator. Pada keadaan ini, frekuensi generator sama dengan frekuensi sinyal yang diukur 3. METODA LISSAJOUS Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal A, sedangkan generator dengan frekuensi yang diketahui (sebagai sinyal rujukan) dihubungkan pada kanal B. Ubah mode osiloskop menjadi mode x y Frekuensi generator sinyal kemudian diatur, sehingga pada layar didapat suatu lintasan seperti ini. Pada gambar di atas, perbandingan fx:fy adalah 1:2. Cara ini hanya mudah dilakukan untuk perbandingan frekuensi yang mudah dan bulat (1:2, 1:3, 3:4 dan seterusnya) 4. METODA CINCIN MODULASI Hubungkan generator sinyal sebagai input rangkaian penggeser fasa Sambungkan output rangkaian penggeser fasa ini ke input kanal B osiloskop Hubungkan input kanal A dengan sinyal yang akan diukur Ubah mode kerja osiloskop menjadi mode x y INSTRUMENTASI LABORATORIUM 4
Pada layar akan didapat lintasan berbentuk ellips atau lingkaran dengan puncak puncak (lihat gambar). Bila jumlah puncak pada gambar adalah n, maka fx = n * fy. Metoda ini biasa digunakan pada perbandingan frekuensi yang besar, dimana metoda lissajous sukar digunakan MENGUKUR FAKTOR PENGUATAN Ada dua cara pengukuran faktor penguatan yaitu: 1. CARA LANGSUNG Hubungkan keluaran generator sinyal pada input rangkaian penguat. Input rangkaian penguat ini juga dihubungkan pada channel 1 osiloskop. Hubungkan output rangkaian penguat pada channel 2 osiloskop. Gunakan mode x y. Pada layar osiloskop akan didapat suatu garis lurus dengan sudut α terhadap sumbu horizontal Besar faktor penguatan langsung dapat diketahui dari gambar, dimana penguatan merupakan gradient kemiringan. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 5
2. DENGAN OSILOSKOP DUAL TRACE Generator sinyal dihubungkan pada input rangkaian penguat yang akan diamati penguatannya, dan pada kanal A osiloskop Output rangkaian penguat dihubungkan pada kanal B osiloskop Pada layar akan didapat sinyal input dan output rangkaian penguat Dengan mengukur tegangan sinyal input dan sinyal output rangkaian penguat, maka faktor penguatan dapat ditentukan MENGAMATI KARAKTERISTIK KOMPONEN DUA TERMINAL Osiloskop dapat digunakan untuk mengamati karakteristik tegangan terhadap arus dari suatu komponen dua terminal. Suatu sumber tegangan bolak balik dihubungkan pada komponen dua terminal ini. Tegangan pada komponen dua terminal dihubungkan pada input X osiloskop, sedangkan tegangan pada resistor R, yang sebanding dengan besarnya arus yang melalui komponen dua terminal (I = V R /R), dihubungkan pada input Y osiloskop. Keterangan: DUT = Device Under Test INSTRUMENTASI LABORATORIUM 6
Pada layar osiloskop akan didapat grafik, dimana sumbu Y menyatakan besarnya arus yang melalui komponen dua terminal dan sumbu X menyatakan besarnya tegangan pada komponen dua terminal. Pada sumbu y, arus bernilai terbalik sehingga untuk mendapatkan karakteristik tegangan terhadap arus komponen yang baik, jangan lupa untuk menekan tombol invert. III. ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN Multimeter Analog (1 buah) Multimeter Digital (1 buah) Power Supply DC (1 buah) Generator Sinyal (1 buah) Osiloskop (1 buah) Trainer elektronika dasar (1 buah) Kit Osiloskop & Generator Sinyal (1 buah) Kabel 4mm 4mm (max 5 buah) Kabel BNC 4mm (2 buah) Kabel BNC BNC (1 buah) Konektor T BNC (1 buah) IV. TUGAS PENDAHULUAN 1. Parameter parameter apakah yang perlu diperhatikan pada spesifkasi multimeter analog dan digital? 2. Pada pengukuran tegangan bolak balik, apa yang disebut dengan tegangan efektif? Tegangan apakah yang diukur dengan menggunakan osiloskop? Tegangan apakah yang diukur dengan menggunakan multimeter? 3. Apakah yang dimaksud dengan kalibrasi? Jelaskan! 4. Apakah yang dimaksud dengan sensitivitas? Jelaskan mengenai sensitivitas pada multimeter! V. PERCOBAAN A. MENGUMPULKAN/ MENCARI SPESIFIKASI TEKNIK 1 1. Catatlah pada lembar hasil percobaan spesifikasi teknik multimeter yang akan dipergunakan! INSTRUMENTASI LABORATORIUM 7
Contoh: Tabel 1 Multimeter model : BATAS UKUR TEGANGAN DC SENSIVITAS DC (ohm per volt) BATAS UKUR TEGANGAN AC SENSIVITAS AC (ohm per volt) BATAS UKUR RESISTANSI DAERAH FREKUENSI B. MENGUKUR ARUS SEARAH 1. Gunakan Trainer Elektronika Dasar. Buatlah rangkaian seri di bawah ini dengan Vs = 6 Volt dan R 1 = R 2 = 120 ohm. 2. Dengan harga-harga Vs dan R tersebut, hitunglah I (tidak menggunakan Amperemeter!) dan cantumkan hasil perhitungan tersebut pada Tabel 2. 3. Sekarang ukurlah arus searah I tersebut dengan multimeter analog. (Perhatikan polaritas meter!). Sesuaikan batas ukur dengan nilai arus terhitung. 4. Lakukan kembali pengukuran arus searah I tersebut menggunakan multimeter digital. 5. Ulangilah pengukuran arus searah I (langkah 1 4) dengan mengubah nilai resistor sebagai berikut: R 1 = R 2 = 1,5 kω R 1 = R 2 = 1,5 MΩ INSTRUMENTASI LABORATORIUM 8
Sebelum mengubah nilai R (dan menyambungkan amperemeter ke rangkaian), pastikan batas ukur amperemeter terpilih dengan tepat. 6. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran arus I pada BCL (Tabel 2) Contoh: Tabel 2 Parameter Rangkaian yang digunakan Vs R 1 R 2 Nilai Arus Terhitung Multimeter Analog Batar Nilai Arus Terukur Ukur (Ampere) Multimeter Digital Nilai Arus Terukur (Ampere) 120 Ohm 120 Ohm 2,5 ma 6V 1,5K 1,5 K 1,5 M 1,5 M C. MENGUKUR TEGANGAN SEARAH 1. Perhatikan rangkaian berikut 2. Buatlah rangkaian tersebut dengan Vs = 6V dan R 1 = R 2 = 120 Ω 3. Dengan harga harga Vs dan R tersebut, hitunglah tegangan V ab (tidak menggunakan Voltmeter!), cantumkan hasil perhitungan tersebut pada Tabel 3. 4. Kemudian ukurlah tegangan V ab dengan multimeter analog. (Perhatikanlah polaritas meter!) Sesuaikan batas ukur yang dipilih dengan hasil perhitungan INSTRUMENTASI LABORATORIUM 9
V ab. Batas ukur manakah yang dipilih? Adakah pengaruh resistansi dalam meter terhadap hasil pengukuran? 5. Lakukan kembali pengukuran tegangan V ab tersebut menggunakan multimeter digital. 6. Ulangilah pengukuran tegangan V ab (langkah 1 4) dengan mengubah nilai resistor sebagai berikut: a. R 1 = R 2 = 1,5 kω b. R 1 = R 2 = 1,5 MΩ 7. Sebelum mengubah nilai R (dan menyambungkan voltmeter ke rangkaian), pastikan batas ukur voltmeter terpilih dengan tepat. 8. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran tegangan V ab tersebut pada Lembar Hasil Percobaan (Tabel 3). Contoh: Tabel 3 Parameter Rangkaian yang digunakan Vs R 1 R 2 120 120 Ohm Ohm Batar Ukur 10V Multimeter Multimeter Analog Digital Sensitivitas V ab (Volt) V ab (Volt) 6V 1,5 K 1,5 K 1,5 M 1,5 M D. MENGUKUR TEGANGAN BOLAK-BALIK 1. Pada bagian ini akan digunakan generator sinyal untuk menghasilkan tegangan bolak balik dengan frekuensi yang dapat diubah ubah. Catat pada Lembar Hasil Percobaan tipe dan spesifikasi generator sinyal yang dipergunakan. 2. Aturlah frekuensi generator sinyal pada 50 Hz dan amplitude generator sinyal sebesar 6 Volt rms (diukur dengan multimeter). 3. Buatlah rangkaian berikut. Pada rangkaian ini digunakan G (Generator Sinyal) sebagai sumber tegangan bolak balik. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 10
4. Hambatan yang dipiilh adalah R1 = R2 = 120 Ohm. Gunakan kedua multimeter analog dan digital secara parallel untuk mengukur tegangan V ab. 5. Ukurlah tegangan V ab pada multimeter analog dan digital, catat pada Lembar Hasil Percobaan (Tabel 4). 6. Lakukan kembali pengukuran tegangan V ab dengan mengubah frekuensi generator pada : 500 Hz, 5 KHz, 50 KHz, 500 KHz dan 5 Mhz. Pada bagian pengaturan frekuensi generator ini, tidak perlu terlalu teliti (toleransi sekitar 5%). Perhatikan bahwa tegangan generator harus tetap sebesar 6 Volt efektif! 7. Ulangilah pengukuran tegangan V ab (langkah 2 6) dengan memodifikasi parameter rangkaian menjadi: a. R 1 = R 2 = 1,5 kω b. R 1 = R 2 = 1,5 MΩ 8. Sebelum mengubah nilai R (dan menyambungkan voltmeter ke rangkaian), pastikan batas ukur voltmeter analog terpilih dengan tepat. 9. Catatlah semua hasil percobaan di atas pada Tabel 4, analisis tabel tersebut pada laporan. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 11
Contoh: Tabel 4 No. Frekuensi (Hz) R 1, R 2 (Ohm) Multimeter Analog V ab (Volt) Multimeter Digital 1. 50 120 dst. 2. 500 120 3. 5 K 120 4. 50 K 120 5. 500 K 120 6. 5 M 120 7. 50 1,5 K 8. 500 1,5 K 9. 5 K 1,5 K 10. 50 K 1,5 K 11. 500 K 1,5 K 12. 5 M 1,5 K 13. 50 1,5 M 14. 500 1,5 M 15. 5 K 1,5 M 16. 50 K 1,5 M 17. 500 K 1,5 M 18. 5 M 1,5 M E. MENGUKUR RESISTANSI 1. Gunakan Kit Multimeter. Nyalakan multimeter analog pada fungsinya sebagai ohmmeter. Hubung singkatkan kedua probe multimeter dan aturlah dengan pengatur harga nol sehingga Ohmmeter menunjuk nol. (Umumnya langkah ini harus dilakukan setiap kali kita mengubah batas ukur Ohmmeter) 2. Ukurlah resistansi R1, R2, R3, R4 dan R5 pada Kit Multimeter dengan menggunakan Ohmmeter. Tuliskan warna gelang masing masing resistor! Tentukan nilai toleransinya. (Pilihlah batas ukur yang memberikan pembacaan pada daerah pertengahan skala bila skala ohmmeter tidak linier). Tuliskanlah hasil pengukuran ini pada Tabel 11. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 12
3. Lakukan kembali pengukuran kelima resistansi tersebut. Dengan menggunakan multimeter digital. 4. Bandingkan hasil pengukuran dengan dua macam multimeter tadi. Tuliskan hasil analisismu pada laporan. Contoh: Tabel 11 Nilai Nilai Resistansi Tertulis Warna Gelang Nilai Toleransi Resistansi Terukur (Ohm) (Multimeter (Multimeter (Ohm) Analog) Digital) R1 R2 R3 R4 R5 F. MENGUMPULKAN/ MENCARI SPESIFIKASI TEKNIK 2 1. Catatlah pada Lembar Hasil Percobaan spesifikasi teknik osiloskop yang akan dipergunakan! TYPE SENSIVITAS IMPEDANSI INPUT KAPASITANSI INPUT FREKUENSI MAKSIMUM VOLT/DIV MAKSIMUM INSTRUMENTASI LABORATORIUM 13
G. KALIBRASI 1. Hubungkan output kalibrator dengan input X osiloskop Input Oscloskop Kalibrator r 2. Ukur tegangan serta periodanya untuk dua harga Volt/Div dan Time/Div, catat ke dalam Tabel 5. 3. Lakukan percobaan ini untuk kanal 1 dan kanal 2. Contoh: Tabel 5 Harga Kalibrator No (yang tertera pada osciloskop) Skala pembacaan Hasil Pengukuran Tegangan Frekuensi Volt/div Time/div Tegangan Periode Frekuensi (V) (Hz) (V) (s) (Hz) 1 2 4. Bandingkan hasil pengukuran dengan harga kalibrator sebenarnya. Tulis analisis pada laporan. H. MENGUKUR TEGANGAN TEGANGAN SEARAH 1. Atur tegangan output dari power supply DC sebesar 2 Volt (diukur dengan multimeter) 2. Kemudian ukur besar tegangan ini dengan osiloskop 3. Tuliskan hasil pengukuran pada Tabel 6 INSTRUMENTASI LABORATORIUM 14
Contoh: Tabel 6 Tegangan terukur (V) Multimeter Osiloskop TEGANGAN BOLAK BALIK 1. Atur generator sinyal pada frekuensi 1 KHz gelombang sinus, dengan tegangan sebesar 2 Volt rms diukur dengan multimeter 2. Kemudian ukur tegangan ini dengan osiloskop 3. Tuliskan hasil pengukuran pada Tabel 7 Contoh: Tabel 7 Frekuensi (Hz) Tegangan Terukur (V) Multimeter Osiloskop I. MENGUKUR BEDA FASA 1. Gunakan kit Osiloskop dan Generator Sinyal. Atur generator sinyal pada frekuensi 1 KHz gelombang sinus, dengan tegangan sebesar 2 Volt peak to peak. 2. Hubungkan generator sinyal ini dengan input rangkaian penggeser fasa pada kit praktikum (rangkaian RC) 3. Ukur beda fasa antar sinyal input dan output rangkaian penggeser fasa dengan menggunakan: a. Osiloskop Dual Trace b. Metoda Lissajous 4. Amatilah untuk beberapa kedudukan potensio R 5. Tuliskan hasil pengukuran pada tabel 8, lakukan analisis pada laporan. INSTRUMENTASI LABORATORIUM 15
Contoh: Tabel 8 Nilai Potensio R V input F input Dual Trace (gambarkan) Pengukuran Beda Fasa Lissajous (gambarkan) Minimal 2Vpp 1KHz Ø =... Ø =... Maksimum Dst. Ø =... Ø =... J. MENGUKUR FREKUENSI 1. Hubungkan kabel power supply AC (colokan listrik) dari kit praktikum ke jalajala. 2. Gunakan keluaran dari osilator (pada kit Osiloskop dan Generator Sinyal). 3. Ukur frekuensi osilator f 1, f 2 dan f 3 dengan menggunakan a. Cara langsung b. Cara Lissajous 4. Tuliskan hasil pengukuran pada tabel 9 Contoh Tabel 9 Pengukuran frekuensi Frekuensi Cara Langsung Cara Lissajous T sinyal (s) f sinyal (Hz) f generator sinyal (Hz) tampilan F sinyal (Hz) f 1 f 2 f 3 INSTRUMENTASI LABORATORIUM 16
K. MENGUKUR FAKTOR PENGUATAN 1. Gunakan bagian Penguat (pada kit Osiloskop dan Generator Sinyal). Sebagai inputnya, gunakan gelombang sinus 10 KHz 2 Vpp dari Generator Fungsi. 2. Ukur penguatan (V o /V i ) dari sinyal di input ke output menggunakan: a. Cara langsung b. Dengan osiloskop dual trace 3. Tuliskan hasil pengukuran pada Buku Catatan Laboratorium (Tabel 10). Contoh: Tabel 10 V input Cara Langsung Cara Dual Trace Tegangan (V) Frekuensi (Hz) Faktor Penguatan V out Faktor Penguatan 2Vpp 10K VI. MENGAKIRI PERCOBAAN A. Sebelum meninggalkan meja percobaan,rapikan meja praktikum. Bereskan kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari jala jala ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off). Praktikan yang tidak membereskan meja praktikum akan mendapatkan potongan nilai. B. Pastikan dosen pembimbing anda telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada pada Laporan Hasil Percobaan anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh dosen tidak dapat dilampirkan dalam Laporan Hasil Praktikum (Laporan hasil praktikum tidak dapat dinilai) VII. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Apakah kepanjangan dari AVO pada AVOmeter 2. Sebutkan macam pengukuran yang dapat dilakukan dengan multimeter yang dipergunakan pada percobaan ini! 3. Suatu multimeter mempunyai sensivitas 20 KΩ/volt DC (sebagai voltmeter searah). Berapakah resistansi multimeter tersebut pada batas ukur 12 Volt DC? 4. Pada percobaan pengukuran tegangan bolak balik menggunakan multimeter, apakah terdapat pengaruh frekuensi dari tegangan yang diukur terhadap kemampuan multimeter yang digunakan? Tetapkah hasil pengukuran Vab untuk bermacam macam frekuensi tersebut? INSTRUMENTASI LABORATORIUM 17
5. Jika kita hendak mengukur arus DC dengan menggunakan batas ukur 3 ma, penunjukkan jarum pada angka 150. Berapakah arus yang di ukur (berikan penjelasan disertai perhitungannya)? 6. Jelaskan apakah kegunaan osciloskop? 7. Dari gambar yang terlihat pada layar osciloskop besaran apa yang dinyatakan pada: a. Sumbu horizontal b. Sumbu vertikal 8. Apakah kegunaan tombol osciloskop berikut ini 1. Time/div 2. Volt/div 9. Berikan kesimpulan anda mengenai percobaan ini! INSTRUMENTASI LABORATORIUM 18
PERCOBAAN II PENGUKURAN TAHANAN DALAM AMPEREMETER DAN CARA MEMPERBESAR BATAS PENGUKURAN AMPEREMETER I. TUJUAN 1. Mahasiswa dapat mengukur tahanan dalam amperemeter. 2. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh tahanan dalam amperemeter. 3. Mahasiswa dapat memperbesar batas pengukuran sebuah amperemeter. II. DASAR TEORI AVOmeter sering digunakan untuk mengukur arus tanpa membuka rangkaian yang telah terpasang. Untuk itu perlu diketahui besarnya tahanan dalam pada AVOmeter tersebut. Pengukuran tahanan dalam diperlukan untuk memperkecil kesalahan dari pembacaan alat ukur. Disamping itu, Avometer memiliki keterbatasan pengukuran suatu arus listrik. Untuk memperbesar batas pengukuran, perlu ditambahkan resistor shunt (R sh ) yang dipasang secara paralel dengan Amperemeter I t I sh I M r M V t R sh M Rumus R Shunt sebagai berikut: V sh = V M I sh R sh = I M r M R sh = I M r M I sh R sh = I M r M I t I M I t = I sh + I M PENGUKURAN TAHANAN DALAM AMPEREMETER DAN CARA MEMPERBESAR BATAS PENGUKURAN AMPEREMETER 19
Dimana : V sh I sh R sh V t I t V M I M R sh = Tegangan pada R Shunt = Arus pada R Shunt = R Shunt = Tegangan total/tegangan yang diukur = Arus total/arus yang diukur = Tegangan yang melewati ma-meter = Arus yang melewati ma-meter = resistansi dalam ma-meter III. PERALATAN PRAKTIKUM - Multimeter Analog 1 unit - Multimeter Digital 2 unit - Panel Percobaan Pengukuran Tahanan Dalam Amperemeter - Panel Percobaan Memperbesar batas Pengukuran IV. PROSEDUR PERCOBAAN A. PENGUKURAN TAHANAN DALAM AMPEREMETER AMPEREMETER A R 1 R 2 POWER SUPPLY (E) 1. Siapkan rangkaian seperti pada gambar diatas 2. Atur tegangan power supply (E) sebesar 2 Volt 3. Atur R 1 pada posisi maksimum. 4. Tempatkan skala amperemeter pada 2,5 ma 5. Hubungkan R 2 paralel dengan amperemeter 6. Atur R 2 sehingga amperemeter menunjukkan 1,25 ma PENGUKURAN TAHANAN DALAM AMPEREMETER DAN CARA MEMPERBESAR BATAS PENGUKURAN AMPEREMETER 20
7. Ukur nilai tahanan R1 dan masukkan nilai tahanannya dalam tabel 8. Lepaskan R2 dari rangkaian, ukur nilai tahanan R 2 dan masukkan nilai tahanannya dalam tabel. 9. Ulangi prosedur diatas dengan mengganti tegangan power supply sebesar 4 volt E = 2 Volt E = 2 Volt R 1... ohm... ohm R 2... ohm... ohm PERINGATAN!!! Perhatikan polaritas amperemeter dalam melakukan pengukuran arus listrik B. MEMPERBESAR BATAS PENGUKURAN AMPEREMETER 500 ohm AMPEREMETER A R 1 R 2 POWER SUPPLY (E) 1. Siapkan rangkaian seperti pada gambar diatas (R 2 dalam posisi tidak terhubung) 2. Pasang amperemeter pada skala 25 ma 3. Atur tegangan power supply (E) pada posisi minimum (0 volt) dan hubungkan pada rangkaian 4. Atur tegangan power supply (E) sampai penunjukkan amperemeter sebesar 12 ma. 5. Lepaskan R 2, kemudian ukur besarnya tegangan power supply dan masukkan dalam tabel (rangkaian tanpa R 2 ) 6. Hubungkan lagi R 2 paralel dengan amperemeter dan atur R 2 sehingga penunjukkan amperemeter menjadi ½ dari penunjukkan sebelumnya (6 ma). PENGUKURAN TAHANAN DALAM AMPEREMETER DAN CARA MEMPERBESAR BATAS PENGUKURAN AMPEREMETER 21
7. Lepaskan lagi R 2 dari rangkaian, ukur nilai tahanan R 2 dan masukkan nilai tahanannya dalam tabel. 8. Pasangkan kembali R 2 pada rangkaian, atur tegangan power supply sampai amperemeter menunjukkan harga 12 ma. 9. Ukur besarnya tegangan power supply dan masukkan dalam tabel (rangkaian dengan R 2 ) 10. Lepaskan R 2, baca penunjukkan amperemeter dan masukkan pada tabel. 11. Ulangi prosedur diatas untuk penunjukkan amperemeter sebesar 10 ma. A Rangkaian tanpa R2 Rangkaian dengan R2 Arus setelah E R2 E R2 dilepas (I) 12 ma... Volt... Ohm... Volt... ma 10 ma... Volt... Ohm... Volt... ma V. MENGAKIRI PERCOBAAN A. Sebelum meninggalkan meja percobaan, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari jala jala ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off). Praktikan yang tidak membereskan meja praktikum akan mendapatkan potongan nilai. B. Pastikan dosen pembimbing anda telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada pada Laporan Hasil Percobaan anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh dosen tidak dapat dilampirkan dalam Laporan Hasil Praktikum (Laporan hasil praktikum tidak dapat dinilai). VI. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Berapa harga tahanan dalam (r M ) dari amperemeter yang dipakai dalam percobaan pengukuran tahanan dalam amperemeter? 2. Dalam percobaan pengukuran tahanan dalam ampere meter, mengapa pada saat R 2 di ukur harus dilepas dahulu dari rangkaian? Jelaskan! 3. Bagaimana cara memperbesar batas pengukuran amperemeter? 4. Berikan kesimpulan anda dari percobaan diatas (pengukuran tahanan dalam amperemeter dan memperbesar bats pengukuran amperemeter)! PENGUKURAN TAHANAN DALAM AMPEREMETER DAN CARA MEMPERBESAR BATAS PENGUKURAN AMPEREMETER 22
PERCOBAAN III PENGGUNAAN RLC METER DALAM PENGUKURAN I. TUJUAN 1. Mahasiswa dapat mempergunakan RLC Meter. 2. Mahasiswa terampil mempergunakan RLC Meter dengan baik dan benar. 3. Mahasiswa dapat menggunakan RLC Meter pada Komponen-komponen yang telah ditentukan. 4. Mahasiswa dapat menghitung secara manual nilai dari komponen-komponen tersebut tanpa menggunakan RLC Meter. 5. Mahasiswa dapat menghitung nilai dari komponen-komponen tersebut dengan menggunakan RLC Meter II. DASAR TEORI RLC meter adalah alat ukur elektronika untuk mengukur nilai resistansi (R), induktansi (L) dan kapasitansi (C) dari suatu komponen. Penggunaannya tergolong tidak sulit karena sekarang sudah ada RLC meter yang berbentuk digital sehingga memudahkan pemakai dalam menggunakannya. Gambar 3. Alat ukur LCR meter Induktansi adalah salah satu sifat utama yang LCR meter akan menguji. Induktansi adalah perubahan pada aliran arus melalui rangkaian dan beberapa perangkat seperti PENGGUNAAN RLC METER DALAM PENGUKURAN 23
resistor mencegah perubahan itu. Ini disebut gaya gerak listrik. Karena arus listrik menghasilkan medan magnet yang mengurangi tingkat perubahan pada saat ini, LCR akan mengukur rasio fluks magnet. Sebuah LCR juga akan mengukur kemampuan objek untuk terus memegang muatan listrik. Ini dikenal sebagai capacitance. Meter dapat menguji jumlah biaya yang disimpan pada suatu titik tertentu yang dikenal sebagai potensi listrik. Biasanya diukur dalam volt, ini menunjukkan muatan statis yang tepat dalam bidang listrik objek. Ketika mengukur resistansi listrik yang ketat, LCR meter akan membantu mengidentifikasi oposisi yang tepat dari saat ini. Sebuah komponen yang berisi lebar seragam akan memiliki daya tahan sebanding dengan panjangnya. Hal ini membantu dalam menentukan desain yang benar dari elemen yang terlibat dengan sirkuit. Komponen yang sedang diperkenalkan untuk LCR meter ini dikenal sebagai perangkat yang diuji (DUT). DUT pengujian dilakukan di berbagai industri untuk memastikan bahwa produk listrik berfungsi dengan benar. Sebagai contoh, jika suatu sistem video game lepas dari jalur perakitan, LCR yang dapat digunakan untuk melakukan pemeriksaan terakhir dari sistem. Listrik akan diberikan ke perangkat dan meter tes produk untuk memastikan kelayakan fungsinya Uji LCR meter penuh dapat dilakukan dengan sangat cepat tergantung pada perangkat yang diuji. Pada dasarnya, setelah sumber tegangan AC diberikan, tegangan dan arus keduanya diukur. Sementara ini bukan pilihan, sangat mudah untuk pengujian item yang dirakit secara lengkap, bekerja sangat baik pada komponen individu. LCR meter tersedia dalam macam format, baik analog dan digital. Penguji analog biayanya lebih efektif dan dapat dibangun dengan menggunakan komponen dasar jika diperlukan. Penguji digital bagaimanapun memberikan pembacaan lebih akurat dan tersedia dalam ukuran yang lebih kecil dan berat. III. PERALATAN PRAKTIKUM - RLC Meter - Resistor 4 buah - Induktor (L) 4 Buah - Capasitor (C) 4 Buah - Kabel-kabel penghubung PENGGUNAAN RLC METER DALAM PENGUKURAN 24
IV. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Siapkan peralatan yang akan digunakan 2. Siapkan komponen-komponen yang akan diukur 3. Lakukan penghitungan/pembacaan secara manual komponen-komponen tersebut (sesuai yang tertera pada badan komponen). 4. Kemudian ukur komponen-komponen tersebut dengan menggunakan RLC Meter 5. Catat hasil pengukuran tersebut pada tabel hasil percobaan 6. Bandingkan hasil perhitungan secara manual dengan pengukuran menggunakan RLC Meter. PERINGATAN!!! Jangan masukkan tegangan pada probe RLC meter, saat mengukur kapasitansi (C) kosongkan kapasitor sebelum melakukan pengujian Tabel 1. Hasil pengamatan dan pengukuran resistor R1 R Hasil Pengukuran Menggunakan Manual RLC Meter Keterangan (Selisih) R2 R3 R4 R1+R2+R3+R4 R1//R2//R3//R4 R1+(R2//R3//R4) R1+(R2//R3)+R4 Tabel 2. Hasil pengamatan dan pengukuran induktor L1 L Manual Hasil Pengukuran Menggunakan RLC Meter Keterangan (Selisih) L2 L3 L4 PENGGUNAAN RLC METER DALAM PENGUKURAN 25
Tabel 3. Hasil pengamatan dan pengukuran capasitor LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO C1 C Manual Hasil Pengukuran Menggunakan RLC Meter Keterangan (Selisih) C2 C3 C4 C1+C2+C3+C4 C1//C2//C3//C4 C1+(C2//C3//C4) C1+(C2//C3)+C4 V. MENGAKIRI PERCOBAAN A. Sebelum meninggalkan meja percobaan,rapikan meja praktikum. Bereskan kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari jala jala ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off). Praktikan yang tidak membereskan meja praktikum akan mendapatkan potongan nilai. B. Pastikan dosen pembimbing anda telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada pada Laporan Hasil Percobaan anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh dosen tidak dapat dilampirkan dalam Laporan Hasil Praktikum (Laporan hasil praktikum tidak dapat dinilai) VI. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Buat kesimpulan dari percobaan ini! PENGGUNAAN RLC METER DALAM PENGUKURAN 26