Percobaan Amperemeter [PDF]

Citation preview

AMPEREMETER



A. PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Istilah alat ukur sering kita dengar dalam kehidupan sehari-hari. Alat ukur dapat didefinisikan sebagai suatu alat yang dapat mengetahui besarnya nilai yang digunakan dalam sebuah satuan berdasarkan tingkat ketelitian tertentu. Alat ukur terdiri atas alat ukur digital dan alat ukur analog. Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mengukur satuan-satuan listrik seperti tegangan, arus, hambatan dan lain-lain. Untuk mengukur satuansatuan listrik tersebut tentunya dibutuhkan alat yang relevan untuk mengukunya. Untuk mengukur besar arus yang mengalir pada rangkaian dapat dilakukan dengan menggunakan amperemeter. Amperemeter adalah perangkat yang bekerja untuk menghitung banyaknya muatan yang mengalir tiap satuan waktu. Secara umum amperemeter dibedakan menjadi dua jenis, yaitu amperemeter digital dan analog. amperemeter analog bekerja apabila ada arus yang masuk pada kumparan kawat. Interaksi antara arus dengan kawat akan menginduksi kumparan yang mengakibatkan terjadinya GGL sehingga jarum penunjuk dapat bergerak. Sedangkan pada amperemeter digital sinyal yang masuk akan dikonversi menjadi bentuk digital dan ditampilkan pada layar. Namun seringkali dalam melakukan pengukuran batas ukur amperemeter lebih kecil



daripada arus yang ingin diukur sehingga amperemeter harus dirangkai secara paralel dengan hambatan shunt. Hambatan shunt merupakan sebuah hambatan yang dipasang pada rangkaian dengan tujuan agar arus yang mengalir pada rangkaian terbagi. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana menggunakan amperemeter dan memasang hambatan shunt secara tepat.



2. Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan amperemeter adalah sebagai berikut. a. Untuk dapat menggunakan amperemeter dengan tepat b. Untuk menentukan hambatan dalam (Rm) amperemeter c. Untuk menentukan kesalahan pengukuran dengan amperemeter secara praktis dan teoritis.



B. LANDASAN TEORI Arus listrik merupakan banyaknya muatan yang melewati suatu luas penampang tertentu tiap satuan waktu. Secara umum, muatan positif dan negatif dapat melewati luas penampang itu dalam dua arah. Harus merupakan perubahan positif bersih (Netto) dari muatan positif yang merupakan besaran skalar. A satuan harus menurut SI adalah ampere yang merupakan salah satu satuan dasar (Budiono, 2011). Rangkaian amperemeter adalah rangkaian yang berfungsi untuk mengukur besarnya darat listrik pada sebuah rangkaian listrik. Rangkaian ini menggunakan galvanometer untuk mengetahui besar arus yang hendak diukur. Akan tetapi, arus listrik yang dapat masuk pada galvanometer sangat kecil, maka rangkaian amperemeter harus menggunakan rangkaian pembagian arus dengan menggunakan resistor. Pada rangkaian pembagian arus berlaku hukum ohm. V  I .r ………………………………………………………………(2.1)



Tegangan pada R1 sama dengan Rmeter



I sh  Rsh  I me  Rme I sh Rme  …………………………………………………………(2.2) I me Rme Pembacaan pada alat ukur disesuaikan dengan skala yang dipilih pada saklar putar oleh pemakai. Untuk mengukur arus pada suatu rangkaian, amperemeter dipasang



seri terhadap rangkaian. Pemasangan amperemeter yang digunakan untuk mengukur kuat arus dapat dilakukan seperti pada gambar 2.1 berikut.



Gambar 2.1.Rangkaian Amperemeter



(Prawiroredjo,2006). Secara umum terdapat dua jenis amperemeter, yaitu amperemeter Analog dan amperemeter digital. Amperemeter yang mempunyai penunjuk berputar dalam suatu Skala yang telah dikalibrasi dikenal dengan amperemeter analog, sedangkan amperemeter digital hasil pengukurannya ditunjukkan dengan angka angka yang mengubah sinyal dari bentuk analog menjadi bentuk digital (Plant, 1985).



C. METODE PRAKTIKUM 1. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan Amperemeter dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut. Tabel 2.1 Alat dan Bahan Percobaan Aperemeter No. 1



Alat dan bahan Multimeter digital



2 3 4



Resistor 200 Ω dan 300 Ω Kabel penghubung Papan rangkaian



5



Galvanometer



6



Amperemeter



7



Catu daya



Fungsi Untuk mengukur hambatan dalam sebagai ohmmeter Sebagai hambatan dalam rangkaian Untuk menghubungkan perangkat elektronika Untuk merangkai resistor secara seri dan paralel Untuk mengukur kuat arus dengan batas ukur yang kecil Untuk mengukur kuat arus dengan batas ukur yang lebih besar Sebagai sumber tegangan



2. Prosedur Kerja Prosedur kerja percobaan amperemeter adalah sebagai berikut a. Mengukur hambatan dalam amperemeter 1) Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan. 2) memfungsikan multimeter digital sebagai ohmmeter. 3) Mengkalibrasi multimeter digital. 4) Menghubungkan multimeter digital dengan galvanometer. 5) Mengukur nilai hambatan dalam galvanometer dengan batas ukur 0, 0.001 a.



6) Mengulangi langkah 3) sampai 5) untuk batas ukur 0,1 A, 1 A 0,25 A dan 0,05 A. 7) Mencatat hasil pengamatan. b. Mengukur kuat arus pada rangkaian seri dan paralel 1) Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan. 2) Merangkai resistor menjadi rangkaian seri seperti pada gambar 2.2 berikut.



Gambar 2.2. Rangkaian seri resistor 3) Mengukur kuat arus dengan sumber tegangan 3 V 6 V dan 9 V dengan batas ukur amperemeter 0,05 A.



4) Mengulangi langkah 3 untuk rangkaian resistor secara paralel seperti pada gambar 2.3 berikut.



Gambar 2.3 Rangkaian Paralel Resistor 5) Mencatat hasil pengamatan.



D. DATA PENGAMATAN 1. Hambatan Dalam amperemeter Data pengamatan percobaan amperemeter untuk menentukan hambatan dalam amperemeter dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut Tabel 2.2. Data pengamatan menentukan hambatan dalam amperemeter No 1 2 3 4 5



Ra(Ω) 0.29 0.4 0.6 3.9 5



Batas Ukur (A) 0.00005 0.0001 0.00025 0.1 1



2. Menentukan Kuat Arus pada Hambatan Uuntuk Rangkaian Seri Data pengamatan percobaan amperemeter untuk menentukan kuat arus pada hambatan untuk rangkaian seri dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut. Tabel 2.3. Data pengamatan menentukan kuat arus pada hambatan untuk rangkaian seri Vs (V) 3 6 9



BA = 50 mA



I1 (A) 5 10 15



I2 (A) 5 10 15



Itot(A) 5 10 15



R1(Ω)



R2(Ω)



200



300



3. Mengukur Kuat Arus pada Hambatan untuk Rangkaian Paralel Data pengamatan percobaan amperemeter untuk menentukan kuat arus pada hambatan untuk rangkaian paralel dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut. Tabel 2.4. Data pengamatan menentukan kuat arus pada hambatan untuk rangkaian paralel Vs (V) 3 6 9



BA = 250 mA



I1 (A) 10 25 40



I2 (A) 10 20 28



Itot(A) 20 40 65



R1(Ω)



R2(Ω)



200



300



E. ANALISIS DATA 1. Menentukan Hambatan Dalam Amperemeter a. Menentukan kepekaan alat ukur (n)



n



I Ia



0.1 0.0001  1.000 kali 



b. Menghitung hambatan shunt (Rsh)



Ra [(n  1)] 0.4  [(1.000  1)]



Rsh 



 4 10 4  Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 2.5 berikut Tabel 2.5 Data Analisis Penentuan Keliapatan Alat Ukur dan Hambatan Shunt Batas Ukur (A) 0.00005 0.0001 0.00025 0.1 1



Ra (Ω) 0.29 0.4 0.6 3.9 5



n 0 2 5 2000 20000



Rsh (Ω) 0 0.4 0.15 0.001950975 0.000250013



2. Menentukan Kesalahan Pengukuran a.



Rangkaian seri 1) Kuat arus secara teori



Rtot  R1  R2  200  300  500  I tot 



Vtot Rtot



3 500  0.006 A 



I1  I 2  I tot  0.006 A 2) Kuat arus secara praktik



I



V Rtot  RA



3 500  0.4  0.0059 A 



3) Menghitung kesalahan relative (KSR)  I teori  I praktik  KSR     100 % I teori    0.006  0.0059     100 % 0.006   0.00079 %



Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 2.6 berikut Tabel 2.6. Data Analisis Penentuan Kesalahan Pengukuran untuk Rangkaian Seri Vs(V) 3 6



Rtot(Ω)



3



500



15 x 10-



9



b.



Itot(A) 5 x 10-3 10 x 10-



3



Rangkaian paralel 1) kuat arus secara teori Rt 



R1  R2 R1  R2



200  300 200  300  120  



I tot 



Vt Rt



3 120  0.025 A 



R2(Ω) 0.006



Ip (A) 0.0059



KSR(%) 0.00079



0.012



0.0119



0.00079



0.018



0.0179



0.00079



I1 



R1  I tot Rtot



200  0.025 120  0.041 A 



I2 



R2  I tot Rtot



300  0.025 120  0.0625 A 



Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 2.7 berikut. Tabel 2.7. Data Analisis Penentuan Kuat Arus Secara Teori untuk Rangkaian Paralel Vs (V) 3 6 9



R1(Ω) R2(Ω) Rtot(Ω) 200



300



2) Kuat arus secara praktek I tot 



Vt Rt  Rg



3 120  0.4  0.0249 A 



120



I1 (A) 0.041 0.0832 0.125



I2 (A) 0.0625 0.125 0.1875



Itot(A) 0.025 0.05 0.075



I1 



V R1  Rg



3 200  0.4  0.0149 A 



I2 



V R2  R g



3 300  0.4  0.01 A Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat 



pada Tabel 2.8 berikut. Tabel 2.8. Data Analisis Penentuan Kuat Arus Secara Praktek untuk Rangkaian Paralel Vs (V) 3 6 9



R1(Ω)



R2 (Ω)



Rt (Ω)



Rg (Ω)



200



300



120



0.4



I1(A) 0.015 0.03 0.045



I2(A) 0.01 0.02 0.03



Itot(A) 0.0249 0.0499 0.0747



3) Menghitung kesalahan relatif KSR  I teori  I praktik  KSR     100% I teori    0.025  0.0249     100% 0.025   0.00332 %



Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 2.9 berikut. Tabel 2.9. Data Analisis Penentuan KSR pada Rangkaian Paralel Vs 3 6 9



Iteori 0.025 0.05 0.075



Ipraktek 0.0249 0.04998 0.0747



KSR(%) 0.00332 0.00332 0.00332



F. PEMBAHASAN Arus listrik merupakan banyaknya muatan yang melewati suatu penampang a dengan luas tertentu tiap satuan waktu. Amperemeter bekerja Apabila ada arus yang masuk, maka arus tersebut akan berinteraksi dengan kawat di dalam kumparan yang menimbulkan gaya magnetik, gaya magnetik ini akan menggerakkan jarum penunjuk skala. Percobaan pengukuran kuat arus dengan menggunakan amperemeter sangat penting untuk dilakukan karena dari percobaan ini praktikan dapat menggunakan amperemeter dengan tepat, hambatan dalam (Rm) amperemeter, dan menentukan kesalahan pengukuran dengan amperemeter secara praktis dan teoritis. Berdasarkan percobaan yang dilakukan untuk menentukan hambatan dalam amperemeter, diperoleh bahwa nilai hambatan dalam amperemeter untuk batas ukur 0.0001 A, 0.1 A 1 A, 0.25 A, dan 0.05 A secara berturut-turut yaitu 0.4 ohm, 3.9 ohm, 0.5 Ohm, 0.6 Ohm dan 2.9 Ohm. Berdasarkan hasil analisis, besar hambatan shunt untuk batas ukur 0.0001 ampere 0.1 ampere 1 ampere 0.25 ampere down 0.005 ampere secara berturut-turut 0 ohm, 4x10-4 ohm, 4x105



ohm, 1.6x10-4 ohm, dan 8x10-4 ohm. Hal Ini menunjukkan bahwa semakin



besar batas ukur yang digunakan maka hambatan shunt yang dipasang akan semakin kecil. Hal ini bertujuan agar tegangan tetap sama besar pada Tiap cabang nya dan untuk mengurangi jumlah arus mengalir pada alat ukur. Peroleh hasil pengukuran yang sesuai.



Berdasarkan percobaan yang dilakukan untuk menentukan kuat arus pada rangkaian seri dan paralel, diperoleh bahwa pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor dengan tegangan yang tetap sama. Sedangkan hasil yang diperoleh untuk tegangan 3 V, 6 V dan 9 V, secara berturut-turut yaitu 5x10-3 A, 10x10-3 A, dan 15x10-3 A. Sehingga diperoleh bahwa pada rangkaian seri tidak terdapat pembagian arus, besar arus yang mengalir sama untuk setiap komponennya dan hubungan antara tegangan dan besar arus yang mengalir berbanding lurus, makin besar tegangan yang digunakan maka arus yang mengalir akan semakin besar. Berdasarkan hasil analisis untuk menentukan kuat arus secara teori untuk setiap tegangan yang digunakan diperoleh bahwa besar arus yang mengalir yaitu sebesar 0,006 A 0,012 A dan 0,018 A, sedangkan secara praktik yaitu 0,0059 A 0,01199 A dan 0,01798 A. Adanya perbedaan hasil pengukuran secara teori dan praktik disebabkan karena pada amperemeter terdapat hambatan muka sehingga mempengaruhi hasil pengukuran. Pada percobaan pengukuran kuat arus pada rangkaian paralel diperoleh bahwa kuat arus yang mengalir pada kedua resistor berbeda dengan kuat arus total yang mengalir. Dimana untuk tegangan 3V besar arus yang mengalir pada resistor 1 dan 2 yaitu 10x10-3 A dan 10x10-3 A dengan kuat arus total yang mengalir sebesar 20x10-3 A .Untuk tegangan 6V yaitu sebesar 25x10-3 A, 20x10-3 A, dengan kuat arus total yaitu 40x10-3 A. Dan untuk tegangan 9V, besar arus yang mengalir yaitu 40x10-3 A, 28x10-3 A, dengan arus total yang mengalir yaitu 65x10-3 A. Terjadinya perbedaan nilai yang terukur



disebabkan oleh pada rangkaian paralel terdapat percabangan yang mengakibatkan arus yang mengalir terbagi yang besarnya dipengaruhi oleh resistor, resistor yang terdapat pada suatu percabangan, maka arus yang mengalir semakin kecil hal yang sama dijumpai pada pengukuran kuat arus secara teori dan praktik di mana untuk pengukuran kuat arus secara teori. Dengan resistor yang sama, hasil yang diperoleh pada tegangan 3 V yaitu 0.041 A, 0.0625 A dengan kuat arus total sebesar 0.025 A. Untuk tegangan 6 V yaitu 0.0832 A, 0.125 A dengan kuat arus total sebesar 0.005 A dan pada tegangan 9V yaitu 0.0125 A, 0.1875 A dengan kuat arus total sebesar 0.075 A. Sedangkan pada pengukuran secara praktik diperoleh bahwa untuk tegangan 3 V yaitu 0.0149 A, 0.01 A dengan kuat arus total sebesar 0.0249 A. Untuk tegangan 6 V yaitu 0.0299 A, 0.019 A dengan kuat arus total sebesar 0.00498 A. Serta pada tegangan 9V yaitu 0.0449 A, 0.0299 A dengan kuat arus total sebesar 0.0747 A, Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan diperoleh bahwa semakin besar hambatan shunt yang digunakan maka besar batas ukur pada suatu alat ukur akan semakin kecil. Pada rangkaian seri jumlah arus yang mengalir pada setiap komponen nya sama besar, sedangkan pada rangkaian paralel terdapat pembagian arus. Berdasarkan percobaan diperoleh nilai k s r untuk rangkaian seri sebesar 0.000079% bahan untuk rangkaian paralel terbesar 0,033 2%. Karena nilai KSR yang diperoleh sangat kecil, maka dapat dikatakan bahwa percobaan yang dilakukan, dilakukan secara akurat dan berhasil.



G. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh pada percobaan Amperemeter adalah sebagai berikut. a. Amperemeter dipasang secara seri dengan rangkaian atau komponen elektronika yang ingin diukur kuat arusnya. Apabila besar kuat arus melebihi batas ukur amperemeter, hambatan shunt dapat dipasang secara paralel dengan alat ukur untuk menaikkan batas ukurnya. b. Semakin kecil batas ukur dari suatu amperemeter maka hambatan dalamnya akan semakin besar. c. Hasil yang diperoleh dari pengukuran sudah sesuai karena nilai KSR yang diperoleh kurang dari 1%.



2. Saran Saran yang dapat diberikan pada percobaan Amperemeter adalah sebagai berikut. a. laboratorium hendaknya menyediakan sarana dan prasarana yang lebih baik dan memadai dalam mendukung Kegiatan praktikum. Asistennya sudah bagus praktikum dilaksanakan dengan interaktif dengan penyampaian materi yang mudah untuk dipahami. b. Praktikan hendaknya mendengarkan arahan asisten dengan seksama



DAFTAR PUSTAKA



Budiono, mismail.2011.Dasar Teknik Elektro. Malang; UB Press. Plant, Malcolm. Jan Stuart.1985. Pengantar Ilmu Teknik Instrumentasi. Jakarta; Gramedia. Prawiroredjo, Kiki. 2006. Pemahaman dan Penggunaan Alat Ukur Multimeter Analog sebagai Pengenalan Teknik Elektronika. LEMDIMAS :6(2)



LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA INSTRUMENTASI PERCOBAAN III OHMMETER



OLEH KELOMPOK 6 (ENAM) ANGGOTA : 1. M. RIDHO FIQRIAWAN 2. SERMILA HUSEIN 3. SYAHADAH 4. I KETUT ALI WISNAVA KELAS : REGULER ASISTEN : SYUKUR



LABORATORIUM JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2019