laporan Pengukuran Listrik

BAB I

PENGARUH BATAS UKUR

TERHADAP HASIL PENGUKURAN

I.1 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengaruh batas ukur terhadap hasil pengukuran.

2. Dapat mempergunakan alat ukur Amperemeter dan Voltmeter dengan

benar.

I.2 Alat-Alat yang Dipergunakan

1. Kit praktikum 1 buah

2. Voltmeter High Impedansi 1 buah

3. Amperemeter Low Impedansi 1 buah

4. Kabel konektor 12 buah

5. Lampu 5 Watt/220 Volt - 240 Volt 1 buah







12. Meja Bench Top Console 1 buah

I.3 Teori Dasar

Pengukuran listrik mempunyai tujuan yang lebih luas lagi yaitu untuk

mengetahui, menilai atau menguji besaran listrik. Alat yang digunakan sebagai

pembanding/penunjuk disebut instrumen pengukur. Instrumen ini berfungsi

sebagai penunjuk nilai besaran listrik yang diukur. Kebanyakan alat ukur yang

digunakan sekarang pada prinsipnya sama dengan alat ukur konvensional, tetapi

sudah banyak mengalami perbaikan tentang ketelitiannya Untuk menetapkan nilai

dari beberapa besaran yang bisa diukur, harus diketahui dulu nilai, jumlah dan

satuannya. Jumlah biasanya ditulis dalam bentuk angka-angka sedangkan

satuannya menunjukkan besarannya. Besaran listrik seperti arus, tegangan dan

sebagainya, tidak dapat secara langsung kita tanggapi dengan panca indera kita.

Untuk memungkinkan pengukuran, maka besaran listrik ditransformasikan

melalui suatu phenomena fisis yang akan memungkinkan pengamatan melalui

panca indera kita. Besaran listrik seperti arus, ditransformasikan melalui suatu

phenomena fisis kedalam besaran mekanis, dimana perubahan tersebut bisa

merupakan suatu rotasi melalui sumbu tertentu. Besar sudut rotasi tersebut

berhubungan langsung dengan besaran listrik yang akan kita amati, sehingga

dengan demikian maka pengukuran dikembalikam menjadi ukuran besaran listrik

yang ingin diukur.

Yang dimaksud dengan alat pengukur adalah untuk memungkinkan

mengamati besaran listnk yang akan diukur, yang secara jelas

mentransformasikan besaran listrik pada skala yang tertentu. Alat ukur jenis ini

disebut alat penunjuk. Ada beberapa jenis alat penunjuk listrik, seperti jenis

kumparan putar yang bekerja akibat adanya gaya elektromagnetik antara medan

magnit suatu magnit tetap dan arus, sedangkan untuk jenis penyearah

menggunakan prinsip kerja kombinasi suatu pengubah memakai penyearah semi

konduktor dan suatu alat ukur jenis kumparan putar dan jenis yang lainnya masih

banyak lagi.

Secara umum, yang paling banyak digunakan adalah jenis kumparan putar

yang pada dasarya pada alat ukur jenis ini, gerakan jarum alat ukur disebabkan

oleh adanya interaksi antara arus listnk yang diukur dan medan magnit, dimana

interaksi antara arus listrik yang mengalir dalam kumparan dan medan magnit

memungkinkan dikonstruksi alat ukur besaran listrik tersebut.

Prinsip dan gerakan alat ukur adalah adanya momen gerak yang besarnya:

T = B.I.L ……………………………(1.1)

yang merupakan momen simpangan kumparan yang dialiri arus listrik dalam

medan magnit.

Gambar 1.1 Konstruksi alat ukur kumparan putar

Dari gambar 1.1, terlihat bahwa induksi magnit ditimbulkan oleh medan

magnit permanen, arah induksi magnit dan kutub U ke kutub S, sehingga kawat

kumparan dalam daerah CD akan mengalami gaya ke arah x, sedangkan kawat

dalam daerah AB akan mengalami gaya kearah x, dimana kedua gaya tersebut

sama besamya dan arahnya berlawanan dan tidak dalam satu garis kerja, sehingga

membentuk suatu momen yang akan memutar kumparan dengan besar momen

kopel:

T = B.I.L

gerak kumparan ini akan ditentang oleh torsi yang ditimbulkan oleh konduktor F

yang berupa pita tipis, sehingga simpangan kumparan akan dibatasi oleh torsi

yang ditimbulkan oleh F, dan besamya simpangan kumparan ini akan sebanding

dengan kuat arus yang melewatinya.

X’

XY’

Y

cerminF

pegasSU

D

CB

A

-

+

Kuat arus yang melewati kumparan akan mempengaruhi ketepatan

pengukuran, yang berkaitan dengan kepekaan alat ukur itu sendiri (Current

Sensitivity of Measurement Device) yaitu besar arus dalam kumparan alat ukur

yang dapat menimbulkan simpangan satu cahaya yang dipantulkan cermin besar

satu milimeter pada jarak 1 meter dari alat ukur, dimana momen penggerak ini

hanya ditentukan oleh besarnya arus dan tidak tergantung sudut putar dari jarum

penunjuk, maka bila sudut perputaran dan penunjuk dalam keadaan keseimbangan

antara momen penggerak dan momen pengontrol maka arus yang melalui alat

ukur dapat dinyatakan pada harga skala dimana penunjuk berhenti.

Pembacaan skala yang tepat dan teliti pada alat ukur dipengaruhi oleh

paralax pembaca yang juga tergantung pada pembagian skala minimal dan

besaran listrik yang akan diukur. Hal ini karena tidak mungkin menghasilkan

suatu ketelitian yang tinggi dengan mempergunakan hanya satu batas ukur yang

lebar karena akan terjadi banyak kesalahan paralax dengan cara seperti itu,

sehingga pembentukan partisi atau pembagian batas ukur kedalam range-range

yang lebih kecil dalam beberapa batas ukur akan menghasilkan suatu kesalahan

paralax yang lebih kecil sehingga kesalahan relatifnya dapat ditoleransikan

sedemikian rupa sehingga ketepatan pengukuran akan dipengaruhi oleh besaran

listrik yang akan kita ukur serta batas ukur yang kita pergunakan dalam

pengukuran.

I.3.1 Alat Ukur Digital

Alat ukur digital saat sekarang banyak dipakai dengan berbagai

kelebihannya, murah, mudah dioperaikan, dan praktis. Multimeter digital mampu

menampilkan beberapa pengukuran untuk arus miliamper, temperatur °C,

tegangan milivolt, resistansi ohm, frekuensi Hz, daya listrik mW dan kapasitansi

nF. Pada dasarnya data /informasi yang akan diukur bersifat analog. Blok diagram

alat ukur digital terdiri komponen sensor, penguat sinyal analog, analog to digital

converter, mikroprosesor, alat cetak, dan display digital .Sensor mengubah

besaran listrik dan non elektrik menjadi tegangan, karena tegangan masih dalam

orde mV perlu diperkuat oleh penguat input.

Gambar 1.2 Blok Diagram Alat Ukur Digital

1.3.1.1 Prinsip kerja alat ukur digital

Sinyal input analog yang sudah diperkuat, dari sinyal analog diubah

menjadi sinyal digi-tal dengan (ADC) analog to digital akan diolah oleh perangkat

PC atau mikroprosessor dengan program tertentu dan hasil pengolahan disimpan

dalam sistem memori digital. Informasi digi-tal ditampilkan dalam display atau

dihubungkan dicetak dengan mesin cetak.

Display digital akan menampilkan angka diskrit dari 0 sampai angka 9 ada tiga

jenis, yaitu 7-segmen, 14-segmen dan dot matrik 5 x 7 (Gambar 8.11). Sinyal

digital terdiri atas 0 dan 1, ketika sinyal 0 tidak bertegangan atau OFF, ketika

sinyal 1 bertegangan atau ON

Gambar 1.3 Alat Ukur Digital

Sebuah multimeter digital, terdiri dari tiga jenis alat ukur sekaligus, yaitu

mengukur tegangan, arus, dan tahanan. Mampu untuk mengukur besaran listrik

DC maupun AC. Sakelar pemilih mode digunakan untuk pemilihan jenis

pengukuran, mencakup tegangan AC/DC, pengukuran arus AC/DC, pengukuran

tahanan, pengukuran diode, dan pengukuran kapasitor.

I.4 Langkah Percobaan

Gambar 1.4 Skema Rangkaian Percobaan

A1

V2V1

MCB

L5L4

L2 L3L1

21321

S2S1

I.4.1 Pengukuran Arus Listrik

1. Siapkan alat yang dipergunakan.

2. Pasang alat ukur Amperemeter pada A1, dan Voltmeter pada V1.

3. Pasang beban pada masing-masing fiting L1, L2, L3, L4, dan L5, sesuai

dengan tabel 1.1

4. Arahkan saklar MCB pada posisi O atau OFF demikian juga saklar

kontak S1 dan S2 pada posisi OFF.

5. Atur batas ukur untuk Voltmeter pada posisi AC-300 Volt.

6. Atur batas ukur untuk Amperemeter pada posisi A (AC) - 150 mA.

7. Hubungkan supply AC 220 Volt ke input rangkaian, dimana supply ini

diambil dari stop kontak Bench Top Console.

8. Hubungkan MCB dengan mengarahkan sakiar ke 1.

9. Hidupkan beban 5 Watt dengan jalan menekan anak saklar 1 pada

saklar S1.

10. Amati besar tegangan yang mengalir serta besar arus yang mengalir,

dan catat hasilnya pada tabel 1.1

11. Lepaskan anak saklar 1 pada saklar S1, lalu ubahlah batas ukur

Amperemeter pada posisi A (AC) - 300 mA.

12. Hidupkan beban 5 Watt dengan jalan menekan anak saklar S1, amati

besar arus yang mengalir dan usahakan menjaga tegangan supply agar

tetap konstan, dan catat hasilnya pada tabel 1.1

13. Ulangi langkah 11 dan 12 untuk batas ukur yang lainnya sesuai dengan

tabel 1.1

14. Ulangi langkah 6 dan 12 untuk beban sesuai dengan tabel 1.1

15. Hitunglah perbedaan antara I teori dengan I hasil pengukuran atau besar

dari pada prosentase kesalahan relatifnya denga rumus:

……….…..….(1.2)

% Kesalahan Re latif = [ I Pengukuran − ITeori

ITeori ] x 100 %

16. Buatlah kurva daya sebagai fungsi arus danpada I Teori dengan arus

hasil pengukuran dan masing - masing batas ukur, dan hitung serta

dapatkan persamaan regresi liniernya

17. Berikan analisa penyebabnya berdasarkan grafik dan data di atas serta

berikan kesimpulan andaTabel 1.1 Pengukuran Arus Listrik

I

Teori

Batas Ukur (mA) Beban (Watt)

10 100 1000Saklar S1 Saklar S2

Total1(L1) 2(L2) 2(L4) 1(L3) 2(L5)

1.4.2 Pengukuran Tegangan Listrik

1. Siapkan alat yang dipergunakan.

2. Pasang alat ukur Amperemeter pada A1, dan Voltmeter pada V2.

3. Pasang beban pada masing - masing fiting L1, L2, L3, L4 dan L5 sesuai

dengan tabel 1.2

4. Arahkan sakiar MCB pada posisi O atau OFF demikian juga saklar

kontak S1 dan S2 pada posisi OFF.

5. Atur batas ukur untuk Voltmeter pada posisi AC-300 Volt.

6. Atur batas ukur untuk Amperemeter pada posisi A (AC) - 300 mA.

7. Hubungkan supply AC 220 Volt ke input rangkaian, dimana supply ini

diambil dari stop kontak Bench Top Console.

8. Hubungkan MCB dengan mengarahkan saklar ke 1.

9. Hidupkan beban 5 Watt dengan jalan menekan anak saklar 1 pada sakiar

S1.

10. Amati besar tegangan yang mengalir serta besar arus yang mengalir, dan

catat hasilnya pada tabel 1.2

11. Lepaskan anak saklar 1 pada saklar S1, lalu ubahlah batas ukur Voltmeter

pada posisi V (AC) - 500 Volt.

12. Hidupkan beban 5 Watt dengan jalan menekan anak saklar 1 pada saklar

S1, amati besar tegangan yang mengalir dan usahakan menjaga arus agar

tetap konstan, dan catat hasilnya dalam tabel 1.2

13. Ulangi langkah 11 sampai 12 untuk batas ukur yang lainnya sesuai dengan

tabel 2.1

14. Ulangi langkah 6 sampai 12 untuk beban sesuai dengan tabel 1.2

15. Hitunglah perbedaan antara V teori dengan V hasil pengukuran atau besar

daripada persentase kesalahan relatifnya dengan rumusan:

.………(1.3)

16. Buatlah kurva daya sebagal fungsi tegangan

dan pada V Teori dengan tegangan hasil pengukuran dari masing-masing

batas ukur, dan hitung serta dapatkan persamaan regresi liniernya.

17. Berikan analisa penyebabnya berdasarkan, grafik dan data diatas serta

berikan kesimpulan anda.

Tabel 1.2 Pengukuran Tegangan Listrik

% Kesalahan Re latif = [ V Pengukuran − V Teori

V Teori ] x 100 %

V Teori

Batas Ukur

(V)Beban (Watt)

100 1000Saklar S1 Saklar S2

TOTAL1(L1) 2(L2) 2(L4) 1(L3) 2(L5)

I.5 Data hasil percobaan

Tabel 1.3 Hasil Pengukuran Arus Listrik

I

Teori

Batas Ukur (mA) Beban (Watt)

100 1000 10000Saklar S1 Saklar S2

Total1(L1) 2(L2) 2(L4) 1(L3) 2(L5)

68 70,4 70 60 15 15

250 242,3 241 230 15 40 55

360 351,5 350 330 15 40 25 80

820 OL 777 760 15 40 25 100 180

127

0

OL 119

9

1180 15 40 25 100 100 280

Tabel 1.4 Hasil Pengukuran Tegangan Listrik

V

Teori

Batas Ukur

(V)Beban (Watt)


TOTAL1(L1) 2(L2) 2(L4) 1(L3) 2(L5)

220 221 221 15 15

220 221,9 221 15 40 55

220 221,6 221 15 40 25 80

220 220,5 220 15 40 25 100 180

220 219,6 220 15 40 25 100 100 280

I.6 Analisis Data

I.6.1 Pengukuran Arus Listrik

Perhitungan secara teori p: VI cos φ,cos φ: 0 ° sehingga cos φ:1. Maka

perhitungan I teori dapat dihitung dengan persamaan:

I teori= pv …………………………….(1.4)

Dimana V:220 volt

Dengan persamaan diatas , dapat dihitung I teori untuk masing-masing beban

yaitu:

-untuk beban 15 watt

I teori = pv

= 15220

=0,68 A


I teori = pv

= 55220

=0,25 A


I teori = pv

= 80220

=0,36 A


I teori = pv

=180220

=0,82 A


I teori = pv

=280220

=1,27 A

1.6.1.1 Perbandingan nilai I teori dengan nilai I pengukuran dengan batas ukur 100mA

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan seperti pada tabel 1.3,

dengan menggunakan beban yang berbeda-beda dan batas ukur sebesar 100mA.

Didapatkan hasil bahwa saat menggunakan beban 15 watt, 55 watt, dan 80 watt

masih didapatkan hasil pengukuran, sedangkan pada beban 180 watt, dan 280 watt

alat ukur menunjukan overload yang berarti pengukuran pada beban tersebut telah

melebihin batas ukur yang telah ditentukan, yang dapat ditunjukan pada grafik

berikut:

Grafik 1.1 Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Praktikum dengan Batas Ukur 100 mA

Pada grafik diatas terdapat 2 buah garis dimana garis yang berwarna biru

berarti data merupakan arus teori yang ada dan garis berwarna merah berarti

merupakan data hasil pengukuran arus. Pada pengukuran ini menggunakan batas

ukur 1.00 mA dan menghasilkan menghasilkan arus yang nilainya berbeda-beda

pada setiap beban. Nilai arus pada beban 15 W adalah 0,07 A dan meningkat pada

beban 55 W menjadi 0,24 A dan akan terus meningkat hingga sampai pada beban

80 W dengan nilai arus sebesar 3,51 A. Tetapi akan overload pada beban 180 W

dan 280 W karena melebihi batas pengukuran yang telah ditentukan. Pada batas

ukur ini pun memiliki kesalahan relatif yang didapatkan dari hasil data

pengukuran,yaitu sebesar:

- untuk beban 15 watt

%kesalahan relatif = 70,4−15

15 x100%

=3,69%- Untuk beban 55 watt

%kesalahan relatif = 242,3−55

55 x100%

= 3,4 %

Dan dapat di presentasikan dalam bentuk tabel seperti dibawah ini:

Dari data tersebut pada pengukuran dengan batas ukur 100mA, didapatkan

untuk kesalahan relatif pada beban 15 watt adalah sebesar 3,69% dan pada beban

55 watt adalah sebesar 3,4% dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban

pengukuran maka kesalahan relative yang didapat akan semakin kecil.



dengan menggunakan beban yang berbeda-beda dan batas ukur sebesar 1000mA.

Didapatkan hasil bahwa semakin tingi beban yang digunakan makan akan

semakin besar pula hasil yang akan didapat, berbeda dengan saat pengukuran

menggunakan batas ukur 100 mA, pada batas ukur ini tidak ditemukan batas ukur

yang overload, yang berarti pengukuran tidak melebihi batas ukur. yang dapat

ditunjukan pada grafik berikut:

I TeoriBatas Ukur (mA) Beban

(Watt) %kesalahan

100 1000 10000 Total68 70,4 70 60 15 3,69%250 242,3 241 230 55 3,4 %


Pada grafik diatas terdapat 2 buah garis dimana garis yang berwarna biru

berarti data merupakan arus teori yang ada dan garis berwarna merah berarti

merupakan data hasil pengukuran arus. Pada pengukuran ini menggunakan batas

ukur 1.000 mA dan menghasilkan menghasilkan arus yang nilainya berbeda-beda

pada setiap beban. Nilai arus pada beban 15 W adalah 0,07 A dan meningkat pada

beban 55 W menjadi 0,241 A dan akan terus meningkat hingga sampai pada

beban 280 W dengan nilai arus sebesar 1,19 A. Pada batas ukur ini pun memiliki

kesalahan relatif yang didapatkan dari hasil data pengukuran,yaitu sebesar:


%kesalahan relatif = 70−15

15 x100%

= 3,6 %- untuk beban 55 watt


55 x100%

= 3,38%


Dari data tersebut didapatkan hasil bahwa saat dipasang beban sebesar 15

watt maka kesalahan relatifnya adalah 3,6% sedangkan saat dipasang beban 55

watt kesalahan relatifnya akan menjadi sebesar 3,38%. Hal ini berbeda dengan

hasil yang didapat pada kkesalahan relative pengukuran 100mA.


Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan seperti pada tabel 1.3, dengan

menggunakan beban yang berbeda-beda dan batas ukur sebesar 1000mA.

Didapatkan hasil bahwa semakin tingi beban yang digunakan makan akan

semakin besar pula hasil yang akan didapat, berbeda dengan saat pengukuran

menggunakan batas ukur 100 mA, pada batas ukur ini tidak ditemukan batas ukur

yang overload, yang berarti pengukuran tidak melebihi batas ukur. Berbeda

dengan batas ukur 1000mA pada batas ukur ini didapatkan hasil data yang lebih

besar yang dapat ditunjukan pada grafik berikut:


(Watt) %kesalahan

100 1000 10000 Total68 70,4 70 60 15 3,6 %250 242,3 241 230 55 3,38%


Pada pengukuran ini menggunakan batas ukur 1.000 mA dan menghasilkan

menghasilkan arus yang nilainya berbeda-beda pada setiap beban. Nilai arus pada

beban 15 W adalah 0,06 A dan meningkat pada beban 55 W menjadi 0,23 A dan

akan terus meningkat hingga sampai pada beban 280 W dengan nilai arus sebesar

1,18A. Pada batas ukur ini pun memiliki kesalahan relatif yang didapatkan dari

hasil data pengukuran,yaitu sebesar:


%kesalahan relatif =60−15

15 x100%

=3%- untuk beban 55 watt


55 x100%

= 3,18%


Dari data tersebut pada pengukuran dengan batas ukur 10000mA,

didapatkan untuk kesalahan relatif pada beban 15 watt adalah sebesar 3% dan

pada beban 55 watt adalah sebesar 3,18% dapat disimpulkan bahwa semakin besar

beban pengukuran maka kesalahan relative yang didapat akan semakin kecil.

Sama dengan hasil yang didapat pada pengukuran batas ukur 100mA.

I.6.2 Pengukuran Tegangan Listrik

Berdasarkan Tabel 1.4. dari data yang didapat pada tabel dapat dilihat bahwa hasil pengukuran pada semua beban dan batas ukur yang digunakan hasilnya adalah sama yaitu 220V. Dimana hasil pengukuran ini sudah sesuai dengan V teori diman tegangan jala-jala listrik secara umum adalah 220 V berapapun beban yang digunakan tegangan yang terukur akan tetap sama. Karena beban yang dirangkai secara seri sehingga tegangan-tegangan pada masing-masing beban akan sama. Jika terdapat perbedaan dari hasil pengukuran yang dilakukan dikarenakan kurangnya ketelitian pembacaan dari skala pada alat ukur dan juga dapat disebabkan oleh kurang presisisinya alat ukur.

1.6.2.1 Perbandingan nilai I teori dengan nilai I pengukuran dengan batas ukur 100V

Dari percobaan di atas terdapat perbedaan data percobaan antara data

yang dilihat dari alat ukur dengan yang diukur menggunakan alat ukur.

Contohnya pada beban 55 watt sampai 280 watt, seharusnya data yang

diperoleh adalah 220 V, namun pada saat pengukuran hasil yang didapatkan

adalah 221 V. Hal tersebut dikarenakan tingkat ketelitian alat bermacam-


(Watt) %kesalahan

100 1000 10000 Total 1000068 70,4 70 60 15 3%250 242,3 241 230 55 3,18%

macam, ada yang 2%, 0.5% dan seterusnya. Perbandingan V teori dan V

pengukuran dapat ditunjukan pada grafik berikut:

Grafik 1.4 Grafik Perbandingan Tegangan Teori dan Tegangan Praktikum dengan Batas Ukur 100 V

Tegangan jala-jala PLN adalah 220 V yang konstan jika dipasang secara

paralel terhadap beban. Pada grafik diatas terdapat garis dimana garis yang

berwarna biru berarti data merupakan tegangan yang diperoleh secara teoritis dan

garis berwarna biru berarti data merupakan tegangan hasil pengukuran. Pada

pengukuran ini menggunakan batas ukur 100V dan menghasilkan tegangan yang

sebesar 220 V dimana tegangan ini nilainya sama dengan nilai tegangan secara

teori, sehingga pada grafik diatas garis biru dan merah saling menindih karena

nilainya sama. Pada percobaan Ini juga terdapat kesalahan relative yaitu sebesar :

- Untuk beban 15 W

%kesalahan relatif : 221−220

220 x100%

: 9,5x 10−3%

- Untuk beban 180 W

%kesalahan relatif : 220,5−220

220 x100%

: 2.27 x 10−3%

V Teori

Batas Ukur (V)

Beban (Watt)

%kesalahan

100 1000 Total

220 221 221 15 0,0095 %

220 220,5 220 180 0,0227 %

Dari data tersebut pada pengukuran tegangan dengan batas ukur 100V,

didapatkan untuk kesalahan relatif pada beban 15 watt adalah sebesar 0,0095

% sedangkan untuk beban 180 watt sebesar 0,0227 %. Yang berarti semakin

besar beban makan akan memperbesar kesalahan relatif.

1.6.2.2 Perbandingan nilai I teori dengan nilai I pengukuran dengan batas ukur 1000V

Dari percobaan di atas terdapat perbedaan data percobaan antara data

yang dilihat dari alat ukur dengan yang diukur menggunakan alat ukur.

Contohnya pada beban 55 watt sampai 280 watt, seharusnya data yang

diperoleh adalah 220 V, namun pada saat pengukuran hasil yang didapatkan

adalah 221 V. Hal tersebut dikarenakan tingkat ketelitian alat bermacam-

macam, ada yang 2%, 0.5% dan seterusnya. Perbandingan V teori dan V

pengukuran dapat ditunjukan pada grafik berikut:


Tegangan jala-jala PLN adalah 220 V yang memiliki toleransi ± 5% sehingga

cakupan nilainya standarnya antara 209 V sampai 231 V. Pada grafik diatas

terdapat 2 buah garis dimana garis yang berwarna biru berarti data merupakan

tegangan yang diperoleh secara teoritis dan garis berwarna biru berarti data

merupakan tegangan hasil pengukuran. Pada pengukuran ini menggunakan batas

ukur 1.000 V dan menghasilkan tegangan yang berfluktuasi pada saat pengukuran.

Nilai tegangan terbesar terjadi pada beban 15 W yakni sebesar 221 V dan nilai

tegangan terendah terjadi pada beban 180 W yakni sebesar 220V. Pada percobaan

oni juga terdapat kesalahan relative yaitu sebesar :

- Untuk beban 15 W


220 x100%

: 9,5x 10−3%- Untuk beban 180 W


220 x100%

: 0%

Dari data tersebut pada pengukuran tegangan dengan batas ukur 1000V,

didapatkan untuk kesalahan relatiF pada beban 15 watt adalah sebesar 0,00227

% sedangkan untuk beban 180 watt sebesar 0%. Yang berarti pada beban 180

watt tidak terjadi kesalahan relatif karena pada beban tersebut hasil

pengukuran sama dengan V teori sebesar 220 Volt.

Berikut perbandingan V teori dan V pengukuran berdasarkan grafik: Tabel 1.6 Pengukuran Tegangan Listrik

V

Teori

Batas Ukur (V) Beban (Watt)


TOTALL1 L2 L3 L4 L5

220 221 221 15 15

220 221.9 221 15 40 55

220 221.6 221 15 40 25 80

V TeoriBatas Ukur (V) Beban

(Watt) %kesalahan

100 1000 Total 1000220 221 221 15 0,00227 %

220 220,5 220 180 0%

220 220.5 220 15 40 25 100 180

220 219.6 220 15 40 25 100 100 280


dengan menggunakan beban dan batas ukur yang berbeda-beda untuk setiap

percobaan, diperoleh hasil bahwa tegangan yang kecil dengan penggunaan batas

ukur yang mengecil mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin kecil.

Sedangkan untuk tegangan yang besar dengan penggunaan batas ukur yang

mengecil mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin besar. Hal ini

dikarenakan semakin kecil batas ukur maka sensitivitas yang diperoleh akan

semakin baik. Disisi lain, beban yang diberikan juga harus disesuaikan dengan

batas ukur yang ada.

Dari tabel 1.4 dapat dianalisa bahwa dengan batas ukur 100 V dan 1000 V

serta beban yang semakin besar membuat hasil yang didapat mendekati hasil

sesungguhnya dan kesalahan relatif menjadi semakin kecil. Dalam pengukuran

tegangan tidak didapatkan hasil yang overload karena beban yang diberikan tidak

melebihi batas ukur tegangan


Tegangan jala-jala PLN adalah 220 V yang konstan jika dipasang secara

paralel terhadap beban. Pada grafik diatas terdapat garis dimana garis yang

berwarna biru berarti data merupakan tegangan yang diperoleh secara teoritis dan

garis berwarna biru berarti data merupakan tegangan hasil pengukuran. Pada

pengukuran ini menggunakan batas ukur 100V dan menghasilkan tegangan yang

sebesar 220 V dimana tegangan ini nilainya sama dengan nilai tegangan secara

teori, sehingga pada grafik diatas garis biru dan hijau saling menindih karena

nilainya sama.


Tegangan jala-jala PLN adalah 220 V yang memiliki toleransi ± 5%

sehingga cakupan nilainya standarnya antara 209 V sampai 231 V. Pada grafik

diatas terdapat 2 buah garis dimana garis yang berwarna biru berarti data

merupakan tegangan yang diperoleh secara teoritis dan garis berwarna biru berarti

data merupakan tegangan hasil pengukuran. Pada pengukuran ini menggunakan

batas ukur 1.000 V dan menghasilkan tegangan yang berfluktuasi pada saat

pengukuran. Nilai tegangan terbesar terjadi pada beban 15 W yakni sebesar 222.5

V dan nilai tegangan terendah terjadi pada beban 180 W yakni sebesar 218,8 V.

1.6.2.2 perhitungan persentase kesalahan relatif

Berdasarkan tabel 1.4 dapat dihitung persentase kesalahan relatifnya dengan persamaan rumus pada rumus (1.3). sehingga dengan persamaan tersebut dapat dihitung kesalahan relatif untuk setiap batas ukur.

1. Batas ukur 100V- Untuk beban 15 W


220 x100%

: 9,5x 10−3%

- Untuk beban 180 W

%kesalahan relatif : 220,5−220

220 x100%

: 2.27 x 10−3%

2. Batas ukur 1000 V- Untuk beban 15 W


220 x100%

: 9,5x 10−3%- Untuk beban 180 W


220 x100%

: 0%

Dari perhitungan diatas dapat dibuat dalam tabel sebagai berikut :

Tabel 1.5 presentasi kesalahan relatif

V TeoriBatas Ukur (V) Beban

(Watt) %kesalahan

100 1000 Total 100 1000220 221 221 15 0,0095 % 0,00227 %

220 221,9 221 55

220 221,6 221 80

220 220,5 220 180 0,0095 % 0%220 219,6 220 280

I.7 Jawaban Pertanyaan

PERTANYAAN:

1. Apa sebabnya untuk V yang kecil penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin kecil?

2. Apa sebabnya untuk V yang besar penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin besar?.

3. Apa sebabnya untuk I yang kecil penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin kecil?

4. Apa sebabnya untuk I yang besar penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin besar?

5. Dalam pengamatan di atas, digunakan supply AC 220 Volt dengan

frekuensi 50 Hz, berpengaruhkah frekuensi ini terhadap penunjukan jarum

penunjuk? Berikan alasannya!

6. Presisikah hasil pengamatan yang anda lakukan tersebut di atas? Jelaskan

untuk pengamatan pengukuran arus Iistrik dan pengamatan tegangan

listrik.

7. Kenapa untuk pengukuran tegangan listrik pada percobaan diatas, Jikalau

dilakukan pengukuran tegangan dengan menggunakan pengukuran

beberapa alat ukur secara paralel, dapat memperbesar kesalahan?.

Jelaskan!

8. Mengapa alat ukur Voltmeter yang memiliki sensitivitas yang Iebih besar

akan meng hasilkan pengukuran yang lebih baik terutama pengukuran

pada jaringan - jaringan tenaga?

JAWABAN:

1. Semakin kecil tegangan akan membuat sensitivitas dari alat ukur lebih

baik karena alat yang digunakan untuk mengukur diposisikan pada batas

ukur yang kecil maka secara otomatis sensitivitas dari alat ukur lebih

baik untuk mengukur tegangan yang kecil dan kerja alat ukur juga lebih

optimal dalam pengukuran.

2. Semakin besar tegangan akan mengurangi tingkat sensitivitas dari alat

ukur karena alat yang digunakan untuk mengukur diposisikan pada batas

ukur yang kecil maka secara otomatis mengurangi tingkat sensitivitas

untuk mengukur tegangan yang kecil dan kerja alat ukur menjadi tidak

optimal dalam pengukuran.

3. Semakin kecil arus akan membuat sensitivitas dari alat ukur lebih baik

karena alat yang digunakan untuk mengukur diposisikan pada batas ukur

yang kecil maka secara otomatis sensitivitas dari alat ukur lebih baik

untuk mengukur arus yang kecil dan kerja alat ukur juga lebih optimal

dalam pengukuran.

4. Semakin besar arus akan mengurangi tingkat sensitivitas dari alat ukur

karena alat yang digunakan untuk mengukur diposisikan pada batas ukur

yang kecil maka secara otomatis mengurangi tingkat sensitivitas untuk

mengukur arus yang kecil dan kerja alat ukur menjadi tidak optimal

dalam pengukuran.

5. Frekuensi berpengaruh terhadap penunjukan jarum penunjuk pada alat

ukur karena tinggi atau rendahnya frekuensi menunjukkan seberapa

besar beban yang diukur. Frekuensi akan turun ketika beban yang

diberikan melebihi batas ukur dari alat ukur dan frekuensi akan naik

ketika beban yang diberikan tidak melebihi batas ukur dari alat ukur .

Jika beban yang diberikan melebihi batas ukur dari alat ukur maka

penunjukan jarum penunjuk akan berubah dan akan menghasilkan nilai

overload.

6. Pengamatan yang dilakukan untuk pengukuran arus dan tegangan listrik

tidak presisi karena percobaan pada setiap batas ukur dan pada setiap

beban tidak dilakukan berulang-ulang. Pengukuran juga dapat dikatakan

presisi jika setiap hasil percobaan menghasilkan nilai yang mendekati

teori dan konsisten terhadap setiap hasil yang diperoleh.

7. Alat ukur yang dipasang secara paralel akan mengakibatkan tegangan

pada rangkaian terbagi oleh nilai tahanan sehingga memperbesar efek

pembebanan. Hal ini membuat energi pada tahanan digunakan untuk

mengoperasikan alat ukur yang mengakibatkan persentase kesalahan

yang dihasilkan semakin besar.

8. Semakin besar sensitivitas dari sebuah alat akur akan mengurangi

kesalahan pengukuran dan semakin kecil kesalahan maka hasil

pengukuran semakin mendekati nilai sesungguhnya dari pengukuran

tersebut.

I.8 Kesimpulan

1. Semakin kecil batas ukur maka sensitivitas yang diperoleh dalam

pengukuran akan semakin baik. Sensitivitas yang baik akan mengurangi

kesalahan pengukuran dan semakin kecil kesalahan maka hasil

pengukuran semakin mendekati nilai sesungguhnya dari pengukuran

tersebut.

2. Frekuensi berpengaruh terhadap penunjukan jarum penunjuk pada alat

ukur karena tinggi atau rendahnya frekuensi menunjukkan seberapa

besar beban yang diukur.

3. Alat ukur yang dipasang secara seri akan memperbesar nilai tahanan

yang dimiliki alat ukur sehingga hasil pengukuran mendekati nilai

sesungguhnya. Sedangkan jika alat ukur dipasang secara paralel maka

akan mengakibatkan tegangan pada rangkaian terbagi oleh nilai tahanan

sehingga memperbesar efek pembebanan. Hal ini menyebabkan hasil

pengukuran menjauhi nilai sesungguhnya.

4. Arus yang kecil dengan penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin kecil. Sedangkan untuk

arus yang besar dengan penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin besar

5. Semakin kecil batas ukur maka sensitivitas yang diperoleh akan

semakin baik

6. Bahwa arus yang kecil dengan penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin kecil. Sedangkan untuk

arus yang besar dengan penggunaan batas ukur yang mengecil

mengakibatkan kesalahan relatif yang semakin besar

LAMPIRAN

A. Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Pratikum dengan Batas Ukur 100 mA

A = [15 55 80 180 280];B = [0.06 0.25 0.3 0.8 1.2];C = [0.07 0.2 0.3 0 0];H = plot(A,B,'r-o',A,C,'b--o');set(H,'linewidth',2);grid on; legend('merah = teori','Biru = pengukuran ') ;set(gca,'xtick',[15 55 80 180 280]);

xlabel('Beban (Watt)');set(gca,'ytick',[0.068 0.0704 0.241 0.25 0.3515 0.36 0.82 0 0 1.27]);ylabel('Arus (A)');title({'Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Pratikum dengan Batas Ukur 100 mA'; 'Kelompok 16'});

B. Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Pratikum dengan Batas Ukur

1000 mA

A = [15 55 80 180 280];B = [0.068 0.25 0.36 0.82 1.27];C = [0.07 0.241 0.35 0.777 1.999];H = plot(A,B,'r--o',A,C,'b-o');set(H,'linewidth',2);grid on;legend('Merah = Teori','Biru = Pengukuran');set(gca, 'xtick' , [15 55 80 180 280]);set(gca, 'ytick' , [0 0.5 1 1.5 2]);xlabel('Tegangan (volt)');ylabel('Arus (A)');title({'Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Pratikum dengan Batas Ukur 1.000 mA'; 'Kelompok 16'});

C. Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Pratikum dengan Batas Ukur

10.000 mAA = [15 55 80 180 280];

B = [0.068 0.25 0.36 0.82 1.27];C = [0.06 0.23 0.33 0.76 1.18];H = plot(A,B,'r-o',A,C,'b--o');set(H,'linewidth',2);grid on;legend('Merah = Teori','Biru = Pengukuran');set(gca, 'xtick' , [15 55 80 180 280]);set(gca, 'ytick' , [0 0.5 1 1.5 2]);xlabel('Beban (Watt)');ylabel('Arus (A)');title({'Grafik Perbandingan Arus Teori dan Arus Pratikum dengan Batas Ukur 10.000 mA'; 'Kelompok 16'});

D. Grafik Perbandingan Tegangan Teori dan Tegangan Pratikum dengan

Batas Ukur 100 VA = [15 55 80 180 280];B = [220 220 220 220 220];C = [221 221.9 221.6 220.5 219.6];H = plot(A,B,'r-o',A,C,'b--o');set(H,'linewidth',2);grid on;legend('Merah = Teori','Biru = Pengukuran'); set(gca, 'xtick' , [15 55 80 180 280]); set(gca, 'ytick' , [220 220.5 221 221.5 230]); xlabel('Beban (Watt)');ylabel('tegangan (v)'); xlabel('Beban (Watt)');ylabel('tegangan (v)');title({'Grafik Perbandingan Tegangan Teori dan Tegangan Pratikum dengan Batas Ukur 100V'; 'Kelompok 16'});

E. Grafik Perbandingan Tegangan Teori dan Tegangan Pratikum dengan

Batas Ukur 1.000 VA = [15 55 80 180 280];B = [220 220 220 220 220];C = [221 221 221 220 220];H = plot(A,B,'r-o',A,C,'b--o');set(H,'linewidth',2);grid on;

set(gca, 'xtick' , [15 55 80 180 280]); set(gca, 'ytick' , [220 221]);xlabel('Beban (Watt)');ylabel('tegangan (v)'); xlabel('Beban (Watt)');ylabel('tegangan (v)');title({'Grafik Perbandingan Tegangan Teori dan Tegangan Pratikum dengan Batas Ukur 100V'; 'Kelompok 16'}); xlabel('Beban (Watt)');ylabel('Arus (A)');title({'Grafik Perbandingan Tegangan Teori dan Tegangan Pratikum dengan Batas Ukur 1.000 V'; 'Kelompok 16'});

Daftar Pustaka

Adityo, Iksan. 2009. Alat Ukur Besi Putar. Diakses pada 28 September 2015.

http://iksanadityo.blogspot.co.id/2009/05/alat-ukur-besi-putar.html

http://iksanadityo.blogspot.co.id/2009/05/alat-ukur-besi-putar.html

Adityo, Iksan. 2009. Alat Ukur Kumparan Putar. Diakses pada 28 September

2015.

http://iksanadityo.blogspot.co.id/2009/04/v-behaviorurldefaultvml-o.html

Anonim. 2012. Karakteristik Alat Ukur. Diakses pada 28 september 2015.

http://sagitarius95-online.blogspot.co.id/2012/09/karakteristik-alat-ukur-

elektronika.html

Anonim. 2010. Prinsip Kerja Termokopel. Diakses pada 28 September 2015.

https://koponkworld.wordpress.com/2010/10/09/prinsip-kerja-termokopel/

Kustija, Jaja. 2014. Pengukuran Besaran Listrik. Diakses pada 30 September

2015.

http://www.slideshare.net/jajakustija/pengukuran-besaran-listrik

Romansah, Feri. 2014. Efek Pembebanan. Diakses pada 1 Oktober 2015.

http://feriromansah.blogspot.co.id/2014/10/efek-pembebanan-cara-

pembuatan_11.html

Soedjana, Sapiie. 1976. Pengukuran dan Alat-Alat Ukur Listrik. Jakarta: PT.

Pradnya Paramita.

http://feriromansah.blogspot.co.id/2014/10/efek-pembebanan-cara-pembuatan_11.html

http://feriromansah.blogspot.co.id/2014/10/efek-pembebanan-cara-pembuatan_11.html

http://www.slideshare.net/jajakustija/pengukuran-besaran-listrik

https://koponkworld.wordpress.com/2010/10/09/prinsip-kerja-termokopel/

http://sagitarius95-online.blogspot.co.id/2012/09/karakteristik-alat-ukur-elektronika.html

http://sagitarius95-online.blogspot.co.id/2012/09/karakteristik-alat-ukur-elektronika.html

http://iksanadityo.blogspot.co.id/2009/04/v-behaviorurldefaultvml-o.html

laporan Pengukuran Listrik

Documents