LAPORAN RESMI tegangan jadi.doc

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM IPA 3

“PENGUKURAN KUAT ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK II”

OLEH KELOMPOK 5

1. Isnahuriyawati (12312241001)

2. Apriyani (12312241002)

3. Filly Noviana (12312241003)

4. Shinta Ratnasari (12312241019)

5. Roisah Nurbaiti (12312241023)

6. Purnamasari Pargusta (12312241029)

7. Rizky Siti noviani (12312241043)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS MATEMATIKA IPA DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2014

Pengukuran Kuat Arus dan Tegangan Listrik

A. Tujuan : Mempelajari cara pengukuran arus dan tegangan dalam suatu rangkaian

B. Dasar Teori

1. Arus Listrik dan Pengukuran Kuat Arus

a. Arus Listrik

Jenis arus listrik terbagi menjadi dua, yakni arus listrik searah atau DC

(Direct Current) dan arus listrik bolak-balik atau AC ( Alternating Current). Pada

arus listrik bolak-balik, muatan listrik mengalir dalam dua arah (bolak-balik).

Adapun pada pada arus listrik searah, muatan listrik hanya mengalir pada satu

arah saja. Ciri umum dari arus bolak-balik, yaitu sumber tegangan berasal dari

PLN sedangkan arus searah berasal dari baterai. Contoh peralatan yang

menggunakan arus listrik searah yaitu kalkulator, remote control, jam dan lampu

senter ( Abdullah, 2000)

(Sumber gambar : dasarteknikotomotif.blogspot.com)

Kuat arus didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui

penampang suatu kawat penghantar persatuan waktu. Secara sistematisnya kuat

arus dituliskan sebagai berikut :

Keterangan :

I = Kuat arus listrik (A)

Q = Jumlah Muatan yang mengalir (C)

t = Waktu (s)

b. Pengukuran Kuat Arus

Untuk mengukur kuat arus listrik dalam suatu penghantar dapat dilakukan

dengan menggunakan amperemeter. Cara pengukurannya yaitu dengan

menghubungkan alat ukur arus listrik secara seri dengan sumber tegangan listrik.

(Arkundato, 2007)

( sumber : mzcyber.blogspot.com)

Jika berbagai komponen listrik dihubungkan membentuk suatu rangkaian

terhadap adanya percabangan diantara kutub- kutub sumber ggl, dikatakan bahwa

komponen-komponen tersebut terhubung dalam satu rangkaian seri. Elektron-

electron mengalir dari kutub negative sumber arus listrik melalui kabel dan

masing-masing komponen seri berurutan dan akhirnya kembali ke kutub positif

sumber arus listrik. Kuat arus yang mengalir selalu sama di setiap titik di

sepanjang rangkaian (Indrajit, 2007).

Amperemeter sering juga disebut ammeter. Amperemeter pada rangkaian

perlu diletakkan seri terhadap kuat arus yang ingin diukur. Hal ini disebabkan

arus tidak akan berubah bila melalui rangkaian seri, dan akan terbagi bila melalui

rangkaian parallel. Walaupun arus pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi

perletakan amperemeter pada suatu rangkaian mempengaruhi pengukuran. Hal ini

dikarenakan amperemeter memiliki tahanan internal sehingga akan menambah

besaran tahanan total pada rangkaian awal (Arkundato, 2007)

Besaran rentang ukur ditentukan oleh seberapa besar resistor total yang

tersambung. Sensitifitas sebuah amperemeter juga ditentukan oleh resistor shunt,

semakin besar resistor shunt mak semakin sensitif ampermeter tersebut. Untuk

mengukur kuat arus yang lebih dari 50 A, maka amperemeter perlu ditambah

resistor shunt atau resistor tambahan (eksternal). Resistor shunt ini berfungsi

untuk menurunkan arus yang masuk ke rangkaian agar tidak merusak alat ukur.

Amperemeter bekerja sesuai dengan hukum gaya lorentz dan gaya magnetis. Arus

yang mengalir pada rangkaian akan menimbulkan gaya lorentz yang akan

menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir, mka

semakin besar simpangannya (Zemansky, 1962).

1. Tegangan dan Pengukuran Tegangan Listrik

a. Tegangan

Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan

potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam

satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk

menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada

perbedaan potensi listrik satu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra

rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

Beda potensial yang menyebabkan arus mengalir disebut tegangan listrik.

Tegangan listrik juga dapat didefinisikan sebagai ukuran untuk kerja yang

dibutuhkan untuk memindahkan muatan melalui elemen. Satuan tegangan

adalah volt, dan 1 volt sama dengan 1 joule/sekon. Tegangan disimbolkan

dengan V (Paulina, 2008).

b. Pengukuran Tegangan Listrik

(sumber :hiingintahu.blogspot.com)

Untuk mengukur beda potensial atau tegangan diantara kedua

ujung penghantar, digunakan alat yang bernama voltmeter. Penyusunan

voltmeter harus secara parallel dengan sumber listrik atau komponen listrik

yang akan diukur beda potensialnya. Namun, perlu diperhatikan bahwa pada

voltmeter terdapat dua kutub, yaitu kutub negative dan kutub positif sehingga

kutub-kutub ini harus dihubungkan secra bersesuaian dengan kutub-kutub

yang pada rangkaian.

Efek pemasangan voltmeter teradap rangkaian disebut juga loading

effect. Efek ini dapat diartikan sebagai pengaruh pemasangan voltmeter yang

akan merubah besaran voltase yang ingin diukur karena voltmeter juga terukur

sebagai beban, sehingga resistansi voltmeter harus jauh lebih tinggi atau lebih

besar dari beban yang ikin diukur (Zemansky, 1962).

Alat untuk mengukur tegangan adalah voltmeter . voltmeter juga

terdiri dari galvometer danresistor . voltmeter dapat dirangkai parallel dengan

elemen rangkaian yang tegangannya akan diukur . voltmeter digunakan untuk

mengukur bedapotensial antara dua titik dan kedua ujung kawatnya (kawat

penghubung) dihubungkan ke kedua titik tersebut . makin besar hambatan

dalamnya , maka makin kecil pengaruh terhadap rangkaian yang diukur .

C. Metode Percobaan

a. Waktu dan Tempat

Hari, tanggal : Selasa, 6 November 201

Waktu : 11.00-12.40

Tempat : LAB.IPA 1

b. Alat dan Bahan

Catu daya

Kabel penghubung merah

Kabel penghubung hitam

Papan rangkaian

Jembatan penghubung

Saklar 1 kutub

Pemegang lampu

Bola lampu, 6V, 3W

Meter dasar 90

c. Langkah Kerja

Menyiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan

Menyusun alat seperti gambar 1

Menghubungkan catu daya ke sumber tegangan (alat masih dalam

keadaan mati/off)

Memilih tegangan pada catu daya 3V DC

Menghubungkan rangkaian ke terminal catu daya (menggunakan kabel

penghubung)

Memeriksa rangkaian dan Menghidupkan catu daya (on)

Menutup saklar/posisi 1, mengamati besar arus listrik pada amperemeter,

kemudian mencatat data pada table 1

Membuka saklar/posisi 0 dan Mematikan catu daya (off)

Mengubah tegangan menjadi 6V DC

Mengamati besa arus listrik pada amperemeter, kemudian mencatatnya

pada table 1

Mengubah rangkaian menjadi seperti gambar 3. Mengubah fungsi meter dasar 90 menjadi voltmeter, dengan batas ukur 10V DC, dan memilih

tegangan satu daya sebesar 3V

Menghidupkan catu daya (on) dan Menutup saklar, mengamati besar

tegangan pada voltmeter, mencatat hasil pada table pengamatan

Membuka saklar/posisi 0 dan mengubah tegangan pada catu daya

menjadi 6V DC dan mengulangi langkah sebelumnya.

Rancangan Alat

d. Hasil Percobaan dan analisis

Table 1

Tegangan catu daya (V) Kuat Arus (Amperemeter)

3 0,31

6 0,43

Table 2

Tegangan catu daya (V) Tegangan (V)mpada voltmeter (V)

3 5,2

6 6,9

D. Pembahasan

Kuat Arus Listrik

Pada percobaan Pengukuran Kuat Arus dan Tegangan Listrik ini bertujuan untuk mempelajari cara pengukuran arus dan tegangan dalam suatu rangkaian. Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktikum kali ini Catu daya, Kabel penghubung merah, Kabel penghubung hitam, Papan rangkaian, Jembatan penghubung, Saklar 1 kutub, Pemegang lampu, Bola lampu, 6V, 3W, dan Meter dasar 90.

Kuat arus didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui penampang suatu kawat penghantar persatuan waktu. Secara sistematisnya kuat arus dituliskan sebagai berikut :

Keterangan :

I = Kuat arus listrik (A)

Q = Jumlah Muatan yang mengalir (C)

t = Waktu (s)

Jenis arus listrik terbagi menjadi dua, yakni arus listrik searah atau DC

(Direct Current) dan arus listrik bolak-balik atau AC ( Alternating Current). Pada

arus listrik bolak-balik, muatan listrik mengalir dalam dua arah (bolak-balik).

Adapun pada pada arus listrik searah, muatan listrik hanya mengalir pada satu

arah saja. Ciri umum dari arus bolak-balik, yaitu sumber tegangan berasal dari

PLN sedangkan arus searah berasal dari baterai. Contoh peralatan yang

menggunakan arus listrik searah yaitu kalkulator, remote control, jam dan lampu

senter. ( Abdullah, 2000)

Sebelum melakukan pengukuran kuat arus listrik dalam suatu rangkaiaan

terlebih dahulu menyusun rangkaian tertutup pada papan rangkaian. Langkah

pertama yaitu, menyiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan

bahan, selanjutnya menyusun alat seperti gambar di atas/ (gambar 1), dengan

catatan ; Saklar dalamposisiterbuka/posisi 0 dan Meter dasar 90 berfungsi sebagai

amperemeter dengan batas ukur 5 A.

Langkah selanjutnya menghubungkan catu daya kesumber tegangan (alat

masih dalam keadaan mati/off), memilih tegangan pada catu daya 3V DC. Dc

adalah arus listrik searah, yakni muatan listrik hanya mengalir pada satu arah saja.

Kemudian menghubungkan rangkaian ke terminal catu daya (menggunakan kabel

penghubung), memeriksa rangkaian, menghidupkan catudaya (on), Menutup

saklar/posisi 1, mengamati besar arus listrik pada amperemeter, dan mencatat data

pada table 1. Terakhir, mengulangi langkah tersebut dengan mengganti tegangan pada

catudaya sebesar 6 V. Hasil pengukuran arus listrik rangkaian tertutup meghasilkan :

Tegangan catu daya (V) Kuat Arus (Amperemeter)

3 0,31

6 0,43

Hasil pengukuran menggunakan amperemeter menjunjukkan bahwa

semakin besar tegangan yang digunakan pada catu daya maka semakin besar pula

kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup tersebut. Dari hasil percobaan

diperoleh bahwa pada catu daya tegangan 3 V hanya mengaliri listrik pada

rangkaian tersebut sebesar 0,31 A. Sedangkan pada catu daya tegangan 6 V dapat

mengaliri listrik pada rangkaian tersebut sebesar 0,43 A. Dalam pengukuran arus

listrik rangkaian tertutup cara pengukurannya yaitu dengan menghubungkan alat

ukur arus listrik secara seri dengan sumber tegangan listrik. Maka dalam

percobaan ini amperemeter dihubungkan dengan meter dasar 90 (letak gambar

horizontal ). Namun dalam percobaan ini praktikan menggunakan multimeter

sehingga setelah menghidupkan multimeter, lalu memilih pengukuran

amperemeter pada multimeter dan mencatat hasilnya pada tabel.

Ampere dihubungkan secara seri karena elektron- electron mengalir dari

kutub negative sumber arus listrik melalui kabel dan masing-masing komponen

seri berurutan dan akhirnya kembali ke kutub positif sumber arus listrik. Karena

kuat arus yang mengalir selalu sama di setiap titik di sepanjang rangkaian

(Indrajit, 2007). Hal ini disebabkan arus tidak akan berubah bila melalui

rangkaian seri, dan akan terbagi bila melalui rangkaian parallel. Walaupun arus

pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi perletakan amperemeter pada suatu

rangkaian mempengaruhi pengukuran. Hal ini dikarenakan amperemeter memiliki

tahanan internal sehingga akan menambah besaran tahanan total pada rangkaian

awal (Arkundato, 2007).

Besaran rentang ukur ditentukan oleh seberapa besar resistor total yang

tersambung. Sensitifitas sebuah amperemeter juga ditentukan oleh resistor shunt,

semakin besar resistor shunt mak semakin sensitif ampermeter tersebut. Untuk

mengukur kuat arus yang lebih dari 50 A, maka amperemeter perlu ditambah

resistor shunt atau resistor tambahan (eksternal). Resistor shunt ini berfungsi

untuk menurunkan arus yang masuk ke rangkaian agar tidak merusak alat ukur.

Amperemeter bekerja sesuai dengan hukum gaya lorentz dan gaya magnetis. Arus

yang mengalir pada rangkaian akan menimbulkan gaya lorentz yang akan

menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir, mka

semakin besar simpangannya (Zemansky, 1962).

E. Kesimpulan

Cara mengukur arus dan tegangan, dasarnya sama yaitu ;

1. Sebelum melakukan pengukuran kuat arus listrik dalam suatu rangkaiaan terlebih

dahulu menyusun rangkaian tertutup pada papan rangkaian. Langkah pertama

yaitu, menyiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan,

2. Langkah selanjutnya menghubungkan catu daya kesumber tegangan (alat masih

dalam keadaan mati/off), memilih tegangan pada catu daya DC.

3. Men-setting multimeter untuk pengukuran tegangan dan arus pada multimeter

4. Memasang multimeter pada rangkaian, baca nilai arus atau tegangan pada

multimeter

F. Daftar Pustaka

Abdullah, M. 2000. Fisika. Jakarta: Erlangga.

Alonso, dkk. 1979. Dasar-dasar fisika universitas. Jakarta: Erlangga

Arkundato,A. 2007. Fisik Dasar II.Jember: Universitas Jember.

Durbin, dkk. 2005. Rangkaian listrik. Jakarta: Erlangga

Indrajit,D. 2007. Fisika Dasar II. Bandung: PT. Setia Purna Inves

Zemansky. 1952. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.

G. Lampiran