BAB 4 Thevenin Dan Norton [PDF]

Citation preview

LABORATORIUM PENGUKURAN LISTRIK DASAR SEMESTER GENAP 2018/2019 METODE THEVENIN dan NORTON



Dibuat Oleh : Kelompok 8 1. Nurul Aulia Istiqomah



32118097



2. Susanto Badeng



32118098



3. Annisa Syaharani Rahman



32118099



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG MAKASSAR 2019



i



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



LEMBAR PENILAIAN



Judul Percobaan Kelompok Tanggal Praktik



: Metode Thevenin dan Norton : 8 (Delapan) : 18 Maret 2019



1. Praktikan: No



Nama



Persetujuan (Tanda Tangan)



NIM



1



Nurul Aulia Istiqomah



32118097



2



Susanto Badeng



32118098



3



Annisa Syaharani Rahman



32118099



2. Catatan:



3. Penilaian: Skor : NIM 32118097 32118098 32118099



Laporan Diperiksa, Nilai



()



Tgl ACC :



ii



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



DAFTAR ISI Halaman Sampul .................................................................................................. Lembar Penilaian ................................................................................................. Daftar Isi ............................................................................................................... Daftar Gambar ...................................................................................................... Daftar Tabel ......................................................................................................... Daftar Lampiran ................................................................................................... Bab I Pendahuluan ............................................................................................ A. Latar Belakang ............................................................................................ B. Tujuan ......................................................................................................... Bab II Teori Dasar ............................................................................................. Bab III Metode Percobaan .................................................................................. A. Alat dan Bahan ........................................................................................... B. Gambar Rangkaian Percobaan .................................................................... C. Prosedur Percobaan .................................................................................... D. Analisis Perhitungan ................................................................................... Bab IV Data dan Hasil Percobaan ........................................................................ Bab V Pembahasan .............................................................................................. A. Perhitungan secara Teori ............................................................................ B. Perbandingan Teori dan Praktek ................................................................. C. Simulasi dengan Software .......................................................................... D. Analisa Hasil Praktikum ............................................................................. Bab VI Jawaban Pertanyaan ................................................................................. Bab VII Kesimpulan ............................................................................................ Daftar Pustaka Lampiran



i ii iii iv v vi 1 1 1 2 7 7 7 8 8 10 11 11 23 24 25 27 31



iii



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Alat Ukur Voltmeter 2.2 Voltmeter Dihubung Paralel 2.3 Cara Penggunaan Voltmeter 2.4 Alat Ukur Wattmeter 2.5 Wattmeter Dihubung Seri 2.6 Ohmmeter 2.7 Mengukur Nilai Tahanan 2.8 Cara Penggunaan Ohmmeter 2.9 Multimeter 2.10 Bagian/Simbol Multimeter 2.11 Cara Membaca Jarum Penunjuk (1) 2.12 Cara Membaca Jarum Penunjuk (2) 2.13 Cara Membaca Jarum Penunjuk (2) 2.14 Cara Membaca Jarum Penunjuk (4) 3.1 Praktik Amperemeter 3.2 Praktik Voltmeter 3.2 Praktik Ohmmeter 5.1 Mengukur Arus Pada Multisim 5.2 Mengukur Tegangan Pada Multisim 5.3 Mengukur Hambatan Pada Multisim 6.1 Data Amperemeter 6.2 Pembacaan Voltmeter (1) 6.3 Pembacaan Voltmeter (2) 6.4 Pembacaan Ohmmeter 6.5 Pembacaan Amperemeter 6.6 Pemasangan Voltmeter 6.7 Hubungan Rangkaian



Halaman 2 2 2 3 3 3 3 4 4 5 5 5 6 6 7 7 7 24 24 24 27 27 28 28 29 29 30



iv



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Alat dan Bahan 4.1 Pengukuran Arus Listrik 4.2 Pengukuran Tegangan 4.3 Pengukuran Hambatan 5.1 Hasil Pengukuran Arus 5.2 Kesalahan Limit Pada Arus 5.3 Koreksi Pada Arus 5.4 Limitting Error Pada Arus 5.5 Pengukuran Daya Pada Arus 5.6 Hasil Pengukuran Tegangan 5.7 Kesalahan Limit Pada Tegangan 5.8 Koreksi Pada Tegangan 5.9 Limitting Error Pada Tegangan 5.10 Hasil Pengukuran Resistansi 5.11 Kesalahan Limit Pada Resistansi 5.12 Koreksi Pada Resistansi 5.13 Perbandingan Hasil Pengukuran Arus 5.14 Perbandingan Hasil Pengukuran Tegangan 5.15 Perbandingan Hasil Pengukuran Resistansi 6.1 Pembacaan Ohmmeter



Halaman 7 10 10 10 11 12 13 14 15 15 16 18 19 21 22 23 23 23 24 28



v



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4



Lembar Asistensi Copy Kartu Kontrol Data Sementara Pertanyaan dan Jawaban Responsi



vi



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Dalam dunia kelistrikan atau yang lebih khususnya berbicara tentang rangkaian elektronika, akan terdapat perhitungan-perhitungan yang lebih sukar atau lebih kompleks dalam penyelesaian suatu rangkaian. Keadaan-keadaan tersebut



yang



menjadikan



praktikan



untuk



mengetahui



bagaimana



penyelesaiaannya. Metode Thevenin dan Norton adalah dua metode yang paling banyak digunakan untuk teorema menyederhanakan rangkaian untuk kemudahan analisis jaringan. Pada dasarnya teorema thevenin dan teorema norton sama, tapi yang membedakannya adalah teorema thevenin digunakan pada rangkaian seri dan teorema norton digunakan pada rangkaian paralel. B. Tujuan Selesai melaksanakan percobaan, praktikan diharapkan dapat: a. Menjelaskan simbol-simbol alat ukur listrik b. Menjelaskan data pada alat ukur listrik c. Menggunakan alat ukur listrik dengan benar d. Menentukan batas ukur yang tepat dari alat ukur listrik bila digunakan dalam pengukuran. e. Menentukan kesalahan pengukuran dari alat ukur listrik.



BAB II TEORI DASAR



1



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Alat ukur listrik adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran-besaran listrik yang mengalir seperti hambatan, arus, beda potensial, daya, dan lainnya. Terdapat dua jenis alat ukur yaitu analog dan digital. Berikut ini adalah alat-alat ukur listrik yang sering digunakan : 1. Voltmeter Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran tegangan atau beda potensial listrik antara dua titik pada suatu rangkaian listrik. Voltmeter diukur dengan merangkainya secara paralel dengan rangkaian listrik yang akan diukur tegangannya.



Gambar 2.1 Alat Ukur Voltmeter



Gambar 2.2 Voltmeter dihubung paralel



Gambar 2.3 Cara penggunaan voltmeter



2



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



2. Amperemeter Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus listrik yang melewati suatu rangkaian. Alat ukur ini biasanya dipasang secara seri terhadap rangkaian/komponen yang akan diukur.



Gambar 2.4 Alat Ukur Wattmeter Gambar 2.5 Wattmeter dihubung seri 3. Ohmmeter Ohmmeter adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran tahanan sebuah komponen atau rangkaian atau resistor. Alat ukur ini dipasang secara paralel terhadap rangkaian yang akan diukur tahanannya.



Gambar 2.6 Ohmmeter



Gambar 2.7 Mengukur Nilai Tahanan



3



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Gambar 2.8 Cara penggunaan Ohmmeter Tetapi, pada umumnya kebanyakan para teknisi elektro, kelistrikan atau komputer



lebih



senang



menggunakan



alat



ukur



yang



dinamakan



Multimeter/multiteser karena alat ukur ini memiliki sifat fungsional, dikarenakan dalam satu alat ukur bisa digunakan sebagai voltmeter, amperemeter dan ohmmeter.



Gambar 2.9 Multimeter Sebelum menggunakan alat ukur listrik, pemahaman yang penting ialah mengetahui arti dari simbol-simbol yang ada pada alat ukur tersebut.



4



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Gambar 2.10 Bagian/Simbol Multimeter Cara membaca jarum penunjuk: 1. Pilihlah SM (Skala Maksimum yang akan digunakan, pada gambar multimeter di bawah ini ada 3 pilihan SM yaitu : 10, 50, 250



Gambar 2.11Cara membaca jarum penunjuk (1) 2. Jika kita memilih SM = 250, maka skala yang dipakai adalah :



Gambar 2.12 Cara membaca jarum penunjuk (2) 3. Sekarang tinggal membaca jarum penunjuk. Dari gambar di atas mari kita cuplik pada bagian jarum penunjuk, seperti digambarkan di bawah ini :



5



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Gambar 2.13 Cara membaca jarum penunjuk (3) Dari gambar di atas diketahui bahwa diantara 200-250 terdapat 10 strip, sehingga besar setiap strip (kita anggap simbol bobot setiap strip = S):



Karena bobot setiap strip = 5, maka dari cuplikan jarum penunjukan di atas dapat digambarkan kembali :



2.14 Cara membaca jarum penunjuk (4) Dari gambar di atas, dapat diketahui bahwa Jarum Penunjukan = 220. Sekarang tinggal memasukkan ke dalam rumus.



(1)



6



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



BAB III METODE PERCOBAAN A. Alat dan Bahan Tabel 3.1 Alat dan Bahan Alat dan Bahan Baterai 12 V Voltmeter Analog Amperemeter analog Ohmmeter (multimeter) Resistor (220Ω, 470Ω, 680Ω, 100KΩ) Saklar tunggal Kabel penghubung



Jumlah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah Secukupnya



B. Gambar Rangkaian Percobaan



Gambar 3.1 Praktik Amperemeter



Gambar 3.2 Praktik Voltmeter



Gambar 3.3 Praktik Ohmmeter



7



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



C. Prosedur Percobaan 1. Pengukuran arus dengan Amperemeter 1) Membuat rangkaian seperti terlihat pada gambar 3.2 2) Melakukan pengalibrasian pada amperemeter 3) Mengkur arus I dan menghitung toleransinya (pilih batas ukur untuk kesalahan terkecil) 4) Mengukur arus I dengan batas ukur lebih tinggi 5) Membuat kesimpulan tentang kesalahan pengukuran dan batas ukur meter 6) Mengulang langkah 1-4 untuk R= 470Ω dan R=680Ω



2. Pengukuran tegangan dengan voltmeter 1) Membuat rangkaian seperti terlihat pada gambar 3.3 2) Melakukan pengalibrasian pada voltmeter 3) Memiih batas ukur tertinggi 4) Mengukur tegangan: V dan toleransinya 5) Membuat kesimpulan tentang kesalahan pengukuran dan batas ukur meter. 3. Pengukuran dengan Ohm meter(multimeter) 1) Menentukan 9 kemungkinan hubungan resistor R1=220 Ω, R2= 470Ω, R3=680 Ω. Kemudian lakukan pengukuran pada masing-masing rangkaian. 2) Memilih saklar pemilih : R (Ohm meter) 3) Memilih batas ukur yang sesuai 4) Melakukan penunjukan jarum penunjuk nol (dengan menghubung singkat terminal-terminalnya) 5) Mengulang langkah di atas setiap berpindah batas ukur.



D. Analisis Perhitungan 1. Menghitung Arus (I) menggunakan hukum Ohm V



I=R



(2)



2. Mengitung Kesalahan Limit



8



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



a. Kesalahan Mutlak 𝜖 =M− T



(3)



b. Kesalahan Relatif ϵ



Kesalahan Relatif(%) = T × 100%



(4)



3. Menghitung Koreksi a. Koreksi α= T−M



(5)



b. Koreksi Reakif α



Koreksi Reaktif (%) = M × 100%



(6)



4. Menghitung Limiting Error Limiting Error = kelas alat ukur (%) × batas alat ukur



(7)



5. Menghitung Persentase Kesalahan terhadap Alat ukur persentase kesalahan terhadap alat ukur = 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 Penunjukan Alat Ukur



× 100%



(8)



6. Menghitung Daya 𝑃=



𝑉2 𝑅



(9)



7. Menghitung Toleransi ±toleransi (%) × nilai rasistansi



(10)



9



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



BAB IV DATA DAN HASIL PERCOBAAN Tabel 4.1 Pengukuran Arus Listrik No Batas Ukur (mA) R (Ω) 250 1 220 500 250 2 470 500 250 3 680 500



Arus (mA) 55 55 25 25 18 18



Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan No Batas Ukur R (Ω) 30 1 220 120 30 2 470 120 30 3 680 120



Arus (mA) 12 11.8 12 11.8 12 11.8



Tabel 4.3 Pengukuran Hambatan No Rangkaian R (Ω) 1 R1 218 2 R2 470 3 R3 680 4 R1 + R2 690 5 R1 + R2 + R3 1370 6 R1 / R2 148 7 R1 / R2 / R3 119 8 R1 / (R2 + R3) 183 9 (R1 + R2) / R3 340 Keterangan: R1 = 220 Ω / 2 W Merah, Merah, Coklat, Emas R2 = 680 Ω / 2 W Biru, Abu-abu, Coklat, Emas R3 = 470 Ω / 0,5 W Kuning, Ungu, Coklat, Emas



10



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



BAB V PEMBAHASAN A. Perhitungan secara Teori 1. Perhitungan secara teori untuk percobaan 1 a. Pengukuran Arus Listrik Dik:



V = 12 Volt R1 = 220 Ω R2 = 470 Ω R3 = 680 Ω



Dit:



I = ....?



Penyelesaian: 











Untuk R1=220 Ω 𝐼=



𝑉 12 = = 0,054 𝐴 = 54.55 𝑚𝐴 𝑅 220



𝐼=



𝑉 12 = = 0,025 𝐴 = 25.55 𝑚𝐴 𝑅 470



𝐼=



𝑉 12 = = 0.017 𝐴 = 17.6 𝑚𝐴 𝑅 680



Untuk R2=470



Untuk R3=680



Tabel 5.1 Hasil Pengukuran Arus Tegangan (V) R (Ω) Arus (mA) 12 220 54.55 12 470 25.5 12 680 17.6 b. Kesalahan Limit - Kesalahan Mutlak Untuk R1 dengan batas ukur 250 dan 500 mA Dik:



M= 55 mA T = 54.5 mA



Dit: ∈=. . . ? Peny: ∈= M − T = 55-54.5



11



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



= 0.5 mA Penyelesaian R2 dan R3 dengan batas ukur 250 dan 500 mA, menggunakan rumus dan cara yang sama seperti di atas. -



Kesalahan Relatif Untuk R1 dengan batas ukur 250 dan 500 mA Dik:



∈= 0.5 T= 54.5



Dit:



Kesalahan Relatif (%)=...?



Penyelesaian: Kesalahan Relatif = E/T X 100 = 0.9% Penyelesaian R2 dan R3 dengan batas ukur 250 dan 500 mA, menggunakan rumus dan cara yang sama seperti di atas. Tabel 5.2 Kesalahan Limit Pada Arus No



Batas Ukur



R(Ω)



Arus (mA)



1.



250 500 250 500 250 500



220



55 55 25 25 18 18



2. 3.



470 680



Kesalahan Limit Mutlak Relatif ( mA) (%) 0.5 0.9 0.5 0.9 -0.5 1.9 -0.5 1.9 0.4 2.2 0.4 2.2



c. Koreksi - Koreksi Untuk R1 dengan batas ukur 250 dan 500 mA Dik: M=55 mA T=54.55 mA Dit: 𝛼 =. . . ? Penyelesaian: 𝛼 =T−M = 54.55 – 505 = -0.5 mA



12



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Penyelesaian R2 dan R3 dengan batas ukur 250 dan 500 mA, menggunakan rumus dan cara yang sama seperti di atas. -



Koreksi Relatif Untuk R1 dengan batas ukur 250 dan 500 mA Dik: M=55 mA 𝛼 = 0.5 𝑚𝐴 Dit: Koreksi Relatif(%) = ...? 𝛼



Koreksi relatif (%) = 𝑀 x 100 =



0.5 55



x 100



= 0.9 % Tabel 5.3 Koreksi Pada Arus No 1. 2. 3.



Batas Ukur 250 500 250 500 250 500



R(Ω) 220 470 680



Arus(mA) 55 55 25 25 18 18



Koreksi Koreksi (mA) Relatif (%) -0.5 0.9% -0.5 0.9% 0.5 2% 0.5 2% -0.4 2.2% -0.4 2.2%



d. Limitting Eror Dik: Batas Ukur =250 mA Dit: Limitting Error = ...? Persentase kesalahan terhadap alat ukur =...? Penyelesaian: Untuk R1, R2, R3 dengan batas ukur 250 mA Limitting Error = 2,5% X 250 = 6.25 mA Untuk R1, R2, R3 dengan batas ukur 500 mA Limitting Error = 2,5% X 500 = 12.5 mA



13



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Persentase kesalahan alat ukur: Untuk R1 dengan batas ukur 250: 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑡𝑖𝑛𝑔 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 6.25 × 100% = × 100% = 11.3% Penunjukan Alat Ukur 55 Untuk R1 dengan batas ukur 500: 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 12.5 × 100% × 100% = 22.72 % Penunjukan Alat Ukur 55 Penyelesaian R2 dan R3 dengan batas ukur masing-masing sesuai dengan cara di atas. Tabel 5.4 Limitting Error Pada Arus Batas Ukur 250 500 250 500 250 500



No 1. 2. 3.



R(Ω)



Arus (mA)



220



55 55 25 25 18 18



470 680



Limiting Error (mA) 6.25 12.5 6.25 12.5 6.25 12.5



Presentase Kesalahan (%) 11.3 22.72 25 50 34.7 69.4



e. Perhitungan Daya Untuk R1 Dik: V = 12 V R = 220 Ohm Dit: P = ...? Penyelesaian: P= = =



𝑣2 𝑅



(12)2 220 144 220



= 0,65 W Penyelesaian untuk R2 dan R3 menggunakan cara seperti di atas.



14



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Tabel 5.5 Pengukuran Daya Pada Arus No



Tegangan(V)



R(Ω)



Daya (W)



1 12 220 0.65 W 2 12 470 0.30 3 12 680 0.21 2. Perhitungan secara teori untuk percobaan 2 a. Pengukuran Tegangan Penjelasan: V = 12 V -



Karena pada rangkaian tegangan paralel dengan beban, jadi nilai tegangan pada rangkaian sama, yaitu 12 V.



Tabel 5.6 Hasil Pengukur Tegangan Batas Ukur



R(Ω)



220 470 680 b. Kesalahan Limit -



12 12 12



Kesalahan Mutlak Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 30 V Dik : M = 12 V T = 12 V Dit : ∈= ⋯ ? Penyelesaian : ∈= 𝑀−𝑇 = 12 - 12 =0 Untuk R1, R2, R3 dengan batas ukur 120 V Dik : M = 11,8 V T = 12 V Dit : ∈= ⋯ ? Penyelesaian : ∈= 𝑀−𝑇



15



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



= 11,8 - 12 = 0,2 V -



Kesalahan Relatif Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 30 V Dik : ∈ = 0 𝑉 𝑇 = 12 𝑉 Dit: Kesalahan Relatif(%)=....? ∈



Kesalahan Relatif(%) = 𝑇 x 100 0



= 12 x 100 =0% Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 120 V Dik : ∈ = 0,2 𝑉 𝑇 = 12 𝑉 Dit: Kesalahan Relatif(%)=....? ∈



Kesalahan Relatif(%) = 𝑇 x 100 0.2



= 12 x 100 = 1,67 % Tabel 5.7 Kesalahan Limit Pada Tegangan No Batas R(Ω) Tegangan Kesalahan Limit Ukur (V) (V) Mutlak (V) Relatif (%) 1. 30 220 12 0 0 120 11,8 0,2 1,67 2. 30 470 12 0 0 120 11,8 0,2 1,67 3. 30 680 12 0 0 120 11,8 0,2 1,67 c. Koreksi -



Koreksi Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 30 V Dik: M = 12 V T = 12 V



16



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Dit: 𝛼 =. . . ? Peny: 𝛼 =𝑇−𝑀 = 12 – 12 = 0 V Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 120 V Dik: M = 11,8 V T = 12 V Dit: 𝛼 =. . . ? Peny: 𝛼 =𝑇−𝑀 = 12 – 11,8 = 0,2 V -



Koreksi Relatif Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 30 V Dik: 𝛼 = 0 V M = 12 V Dit: Koreksi relatif (%)=......? Peny: 𝛼



Koreksi relatif (%) = 𝑀 x 100% 0



= 12 x 100% =0 % Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 120 V Dik: 𝛼 = 0,2 V M = 11,8 V Dit: Koreksi relatif (%)=......? Peny: 𝛼



Koreksi relatif (%) = 𝑀 x 100% 0,2



= 11,8 x 100% = 1,7 %



17



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Tabel 5.8 Koreksi Pada Tegangan No 1. 2. 3.



Batas Ukur (V) 30 120 30 120 30 120



R(Ω)



Tegangan (V) 11,8 12 12,2 12,5 12,1 11



220 470 680



Koreksi Koreksi(V) Relatif (%) 0 0 0.2 1.7 0 0 0.2 1.7 0 0. 0.2 1.7



d. Limiting Error Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 30 V Dik: Batas Ukur = 30 V Dit: Limitting Error = ...? Persentase Kesalahan terhadap alat ukur = ...? Peny: Limitting Error



= 2.5% X Batas Ukur = 2.5 % X 30 = 0.75 V



Persentase Kesalahan terhadap alat ukur = 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 Penunjukan Alat Ukur



× 100% =



0.75 12



× 100% = 6.25 %



Untuk R1, R2, dan R3 dengan batas ukur 120 V Dik: Batas Ukur = 120 V Dit: Limitting Error = ...? Persentase Kesalahan terhadap alat ukur = ...? Peny: Limitting Error



= 2.5% X Batas Ukur = 2.5 % X 120 =3V



Persentase Kesalahan terhadap alat ukur = 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 Penunjukan Alat Ukur



3



× 100% = 11.8 × 100% = 25.42 %



18



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Tabel 5.9 Limitting Error Pada Tegangan No Batas R(Ω) Tegangan Limiting Ukur (V) (V) Error (V) 1. 50 220 11,8 1,25 250 12 6,25 2. 50 470 12,2 1,25 250 12,5 6,25 3. 50 680 12,1 1,25 250 11 6,25



Presentase Kesalahan (%) 10,6 52,08 10,42 50 51,65 56,82



3. Perhitungan secara teori untuk percobaan 3 a. Restor Berdasarkan Kode Warna -



R1 = 220 Merah;Merah;coklat



-



R2 = 470 Kuning;ungu;coklat



-



R3 = 680 Biru;abu-abu;coklat



b. Toleransi -



Untuk R1 = 220 Ω toleransi = 5% ± Toleransi × Nilai Resistansi = 5 % × 220 Ω = 11 Ω Nilai Maksimum : 220 Ω + 11 Ω = 231 Ω Nilai Minimum : 220 Ω - 11 Ω = 209 Ω



-



Untuk R2 = 470 Ω toleransi = 5% ± Toleransi × Nilai Resistansi = 5 % × 470 Ω = 23,5 Ω Nilai Maksimum : 470 Ω + 23,5 = 493,5 Ω Nilai Minimum : 470 Ω - 23,5 = 446,5 Ω



-



Untuk R3 = 680 Ω toleransi = 5% ± Toleransi × Nilai Resistansi = 5 % × 680 Ω



19



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



= 34 Ω Nilai Maksimum : 680 Ω + 34 Ω = 714 Ω Nilai Minimum : 680 Ω - 34 Ω = 646 Ω c. Perhitungan secara teori Dik : R1 = 220 Ω R2 = 470 Ω R3 = 680 Ω Penyelesaian : 1. R1 = 220 Ω 2. R2 = 470 Ω 3. R3 = 680 Ω 4. R1 + R2 = 220 + 470 = 690 Ω 5. R1 + R2 + R3 = 220 + 470 + 680 = 1370 Ω 𝑅 ×𝑅



220×470



6. 𝑅1 //𝑅2 = 𝑅1+𝑅2 = 220+470 = 1



7.



1



1



𝑅1



2



103400 690



= 149,85 Ω



1



+ 𝑅 + 𝑅 = ...? 2



3



 Untuk R1//R2 = 149,85 Ω 𝑅



×𝑅



149,85×680



 Untuk R12//R3 =𝑅12 +𝑅3 = 149,85+680 = 12



8.



𝑅1 𝑅2 +𝑅3



3



101898 829,85



= 122,8 Ω



= ⋯?



 Untuk R2 + R3 = 470 + 680 = 1150 Ω 𝑅 ×𝑅



220×1150



 Untuk R1//R23 = 𝑅1 +𝑅23 = 220+1150 = 1



9.



𝑅1 +𝑅2 𝑅3



23



253000 1370



= 184,67 Ω



= ⋯?



 Untuk R1 + R2 = 220 + 470 = 690 Ω 𝑅



×𝑅



690×680



 Untuk R12//R3 = 𝑅12+𝑅3 = 690+680 = 12



3



469200 1370



= 342,48 Ω



20



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Tabel 5.10 Hasil Pengukur Resistansi No Rangkaian Resistansi R1 220 1 2



R2



470



3



R3



680



4



R1 + R2



690



5



R1 + R2 + R3



1370



6



R1 / R2



149,855



7



R1 / R2 / R3



122,79



8



R1 / ( R2 + R3)



184,67



9



(R1 + R2) / R3



342,48



d. Kesalahan Limit -



Kesalahan Mutlak Dik: Untuk R1 M = 218 Ω T = 220 Ω Dit: ∈. . ? Peny: ∈= 𝑀−𝑇 = 218 − 220 =2Ω Penyelesaian R2 dan R3 menggunakan rumus yang sama seperti di atas. -



Kesalahan Relatif Dik: Untuk R1 ∈= 2Ω 𝑇 = 220 Ω Dit: Kesalahan Relatif(%)..?



21



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



∈



Kesalahan Relatif(%) = 𝑇 x 100 2



= 220 x 100 = 0.9 % Penyelesaian R2 dan R3 menggunakan rumus yang sama seperti di atas. Tabel 5.11 Kesalahan Limit Pada Resistensi No Rangkaian Resistansi (Ω) Kesalahan Limit Mutlak ( mA) Relatif (%) R 230 2 0.9 1. 1 480 0 0 2. R2 690 0 0 3. R3 e. Koreksi -



Koreksi Untuk R1 Dik: M = 218 Ω T = 220 Ω Dit: 𝛼. . ? Peny: 𝛼 =𝑇−𝑀 = 220 – 218 =2Ω Penyelesaian R2 dan R3 menggunakan rumus yang sama seperti di atas.



-



Koreksi Relatif Untuk R1 Dik: 𝛼 =2Ω M = 218 Ω Dit: Koreksi relatif (%)..? Peny:



22



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



𝛼



Koreksi relatif (%) = 𝑀 x 100 2



= 218 x 100 = 0.9 % Penyelesaian R2 dan R3 menggunakan rumus yang sama seperti di atas. Tabel 5.12 Koreksi Pada Resistansi No



Rangkaian



Resistansi (Ω)



1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.



R1 R2 R3 R1+R2 R1+R2+R3 R1/R2 R1/R2/R3 R1/( R2+R3) (R1+R2)/ R3



230 480 690 750 1490 130 119 210 360



Koreksi Koreksi (mA) Relatif (%) 10 4,35 10 2,08 10 1,5 60 8 120 8,05 -19,855 -15,3 -3,79 -3,2 \25,33 12,06 17,2 4,9



B. Perbandingan Teori dan Praktik Tabel 5.13 Perbandingan Hasil Pengukuran Arus No Batas Ukur R(Ω) Arus (mA) (mA) Teori Praktek 1. 250 220 54,55 55 500 54,55 55 2. 250 470 25,5 25 500 470 25,5 3. 250 680 17,6 18 500 17,6 18 Tabel 5.14 Perbandingan Hasil Pengukuran Tegangan No Batas Ukur R(Ω) Tegangan (V) (mA) Teori Praktek 1. 250 220 12 12 500 12 11.8 2. 250 470 12 12 500 12 11.8 3. 250 680 12 12 500 12 11.8



23



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Tabel 5.15 No Batas Ukur (mA) 1 R1



Resistansi (Ω) Teori Praktek 218 220



2



R2



470



470



3



R3



680



680



4



R1 + R2



690



690



5



R1 + R2 + R3



1370



1370



6



R1 / R2



149,855



148



7



R1 / R2 / R3



122,79



119



8



R1 / ( R2 + R3)



184,67



183



9



(R1 + R2) / R3



342,48



340



C. Simulasi Perangkat Lunak



Gambar 5.3.1 Mengukur Arus pada Multisim



Gambar 5.3.2 Mengukur tegangan pada multisim



24



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



Gambar 3.5.2 Mengukur hambatan pada multisim



D. Analisis Percobaan 1. Percobaan 1 Percobaan 1 yaitu pengukuran arus menggunakan multimeter dengan 3 buah resistor yang berbeda resistansinya (R1, R2 dan R3) pada batas ukur 250 mA dan 500 mA. Hasil pengukuran pada percobaan pertama diperoleh arus sebesar 55 mA sedangkan hasil pengukuran secara teori diperoleh 54,55 mA untuk R1 = 220 ohm , arus sebesar 25 mA sedangkan hasil pengukuran secara teori diperoleh 25,5 mA mA untuk R2 = 470 ohm, arus sebesar 18 mA sedangkan hasil pengukuran secara teori diperoleh 17,6 mA untuk R3 = 680 ohm. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa hasil percobaan dan hasil perhitungan secara teori berbeda yang bisa disebabkan oleh kesalahan pembacaan pada alat ukur dan juga dari alat ukur itu sendiri.



2. Percobaan II Percobaan II yaitu pengukuran tegangan menggunakan multimeter dengan 3 buah resistor yang berbeda resistansinya (R1, R2, dan R3) pada batas ukur 30 V dan 120 V. Untuk batas ukur 30 V, hasil pengukuran tiap resistor sama begitu pula untuk batas ukur 120 V. Meskipun menggunakan 3 buah resistor yang berbeda, hasil pengukurannya tetap sama. untuk batas 30 V, pada hasil perobaan diperoleh 12 V sama pada hasil perhiungan secara teori. Namun,



25



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



hasil percobaan untuk batas ukur 120 V diperoleh 11,8 V berbeda dengan hasil perhitungan secara teori.



3. Percobaan III Prcobaan III yaitu pengukuran resistansi dengan nilai resistor yang berbeda. Untuk hasil percobaan R1 diperoleh 218 ohm berbeda degan hasil perhitungan secara teori. Sedangkan hasil percobaan untuk R2 dan R3 hasilnya sama dengan hasil perhitungan secara teori.



26



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



BAB VI JAWABAN PERTANYAAN 1. Amperemeter dengan data sebagai berikut



Gambar 6.1 Data Amperemeter Jawab : 1,5



: kelas alat ukur :alat ukur DC dan AC :alat ukur besi putar :dipasang untuk posisi mendatar.



2



:isolasinya sudah diuji pada tengangan2000 volt atau 2 kV.



2. Voltmeter dengan batas ukur maksimum skala atas 80 V dan batas ukur maksimum skala bawah 150 V ,maka jarum menunjuk pada harga: a. Skala atas



=30,28



b. Skala bawah = 5,4 c. Skala Voltmeter = non linear d. Pemakaian alat ukur= arus DC dan AC e. Tegangan uji isolasi = 2000 Volt f. Kemungkinan kesalahan Gambar 6.2 pembacaan voltmeter 1



-



:



Skala atas = ± 1,5 x 80/100 = ± 1,2 Volt



-



Skala bawah = ± 1,5 x 15/100 = ± 2,25 Volt.



27



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



3.



Gambar 6.3 pembacaan voltmeter 2 a) Batas ukur maks = 60 Volt b) Satu strip skala



= 60/300 = 0,2 Volt



c) Voltmeter menunjuk pada = 20,6 Volt d) Skala voltmeter



= linier



e) Tegangan uji isolasi



= 500 Volt



f) Kemungkinan kesalahan



= ± 1,5 x 60/100 = ± 9 Volt



g) Pemakaian alat ukur



= arus DC dan AC



h) Azas alat ukur



= kumparan putar dengan magnet



4.



Gambar 6.4 pembacaan ohmmeter Isi tabel 6.1 di bawah sesuai dengan gambar penunjukan ohm meter. Tabel 6.1 pembacaan ohmmeter Penunjukan jarum Ω 1 2 3



250 70 4,5



28



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



5. Bila amperemeter dipasang



BU Max A1A



R 10



Gambar 6.5pembacaan ampermeter a. Yang terjadi pada alat ukur tersebut: alat ukur ampermeter dipasang secara paralel terhadap tahanan, sehingga mengakibatkan alat ukur rusak karena jarum penunjuknya melewati batas ukur maksimal. b. Jelaskan alasan saudara: Karena tegangan 10 V mempunyai kapasitas daya atau arus yang besar dan resistansi internalnya kecil, maka saat paralel akan mengalir arus yang besar sehingga melebihi batas ukurnya dan menyebabkan kerusakan pada alat ukur. Ampermeter hanya akan berfungsi ketika rangkaian dipasang seri. 6. Bila Voltmeter dipasang seperti pada gambar dibawah ini: R



v



BU Max 1A



Gambar 6.6 Pemasangan voltmeter a. Yang terjadi pada alat ukur tersebut: Volmeter tidak bisa dibaca hasil pengukurannya karena dipassang seri dengan tahanan. b. Jelaskan alasan saudara : Voltmeter didesain mempunyai resistansi yang sangat besar, maka volt meter dipasang paralel terhadap rangkaian. Apabila voltmeter dipasang seri terhadap rangkaian maka supply arus yang akan diterima oleh rangkaian



29



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



listrik akan menurun dan akan mengakibatkan voltmeter tidak berfungsi selama dipasang seri. 7. Tentukan rangkaian yang benar dari rangkaian di bawah ini: Gambar yang benar : Gb.a Gb.b Gb.c Gb.d



Gambar 6.7 Hubungan rangkaian Solusi: gambar yang benar adalah gambar a karena amperemeter memiliki tahanan dalam yang kecil sehingga dipasang seri terhadap beban sedangkan voltmeter memiliki tahanan dalam yang besar sehingga dipasang paralel dengan beban.



30



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Setelah melakukan percobaan penggunaan alat ukur listrik baik itu digital maupun analog, terdapat beberapa kesimpulan yaitu: 1. Pembacaan simbol-simbol alat ukur listrik yang harus dipahami agar praktikan dapat melakukan pengukuran yang benar sesuai dengan data yang harus dicari. 2. Data pengukuran listrik menggunakan alat yang berbeda-beda tergantung dengan jenis alat ukurnya masing-masing. 3. Dalam menggunakan alat ukur dengan benar, praktikan harus menjalankan langkah demi langkah dengan baik dan teratur. 4. Penggunaan batas ukur yang tepat dapat dicapai dengan mencoba satu persatu batas ukur dan memilih angka terdekat dari nilainya. 5. Kesalahan pengukuran terjadi akibat beberapa faktor seperti; kesalahan pembacaan, kesalahan alat ukur, kesalahan lingkungan, dsb.



B. Saran Pada praktik selanjutnya, diharapkan agar seluruh dosen pembimbing lebih membimbing para praktikan untuk mencapai tujuan yang lebih baik.



31



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



DAFTAR PUSTAKA 1. https://cahyokrisma.wordpress.com/2010/07/25/pert-3-pengukuran-teganganmenggunakan-multimeter/ 2. ------- . 2016. Jobsheet Laboratorium Pengukuran Dasar. Makassar: Politeknik Negeri Ujung Pandang



Laboratorium Pengukuran Dasar Listrik



LAMPIRAN – LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4



Lembar Asistensi Copy Kartu Kontrol Data Sementara Pertanyaan dan Jawaban Responsi