KESALAHAN PENGUKURAN PADA TEGANGAN
Indra Mahdi Jumaing
Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah UIN Alauddin Makassar
Abstrak
Telah dilakukan praktikum elektronika dengan
judul “kesalahan pada pengukuran tegangan”. Praktikum
ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Jurusan Pendidikan Fisika. Praktikum
ini bertujuan untuk menjelaskan terjadinya kesalahan ukur pada pengukuran tegangan
kemudian menjelaskan pengaruh pembebanan pada tegangan serta menghitung kesalahan
dari pengukuran tegangan. Variabel yang
diukur dalam praktikum ini adalah tegangan pada hambatan dalam voltmeter dan hambatan
luar. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa untuk mengukur tegangan dengan hambatan
yang sama,maka tegangan sumber sama dengan besarnya pada tegangan luar dibagi dua.
Jika hambatan luar yang diukur lebih besar dari hambatan dalam maka besarnya tegangan
pada hambatan luar tersebut tidak sama dengan tegangan sumber sehingga terjadi efek
pembebanan dimana arus akan mengalir ke hambatan yang lebih kecil yaitu ke hambatan dalam voltmeter maka arus yang terukur bukan arus pada hambatan luar melainkan
arus pada hambatan dalam voltmeter sehingga terjadi
kesalahan pengukuran pada tegangan. Terjadinya efek pembebanan dapat berakibat terjadinya kesalahan pengukuran pada teganganya yang tadinya pada hambatan R sama dengan ½ dengan tegangan
sumber akan tetapi karena terjadinya efek pembebanan maka terjadi besarnya tegangan
pada R tidak sama dengan ½ tegangan sumber.
Kesimpulan yang diperoleh dari hasil praktikum ini adalah kesalahan pengukuran pada
tegangan terjadi jika resistansi R lebih besar dari nilai hambatan resistor.
Kata kunci:Hambatan dalam (Rd),Hambatan luar (R), dan nilai Resistansi.
TUJUAN
1.
Dapat menjelaskan terjadinya kesalahan ukur pada pengukuran tegangan.
2.
Dapat menjelaskan pengaruh pembebanan pada tegangan.
3.
Dapat menghitung kesalahan dari pengukuran tegangan.
METODE EKSPERIMEN
Teori Singkat
Sebuah peralatan listrik atau elektronik yang tersedia membutuhkan suatu level arus tertentu bagi operasi yang tepat. Pengukuran-pengukuran yang akurat dari arus rangkaian. Lebih lanjut sangatlah penting. Pengukuran yang tidak tepat bisa gagal menentukan situasi yang merusak atau berbahaya. Kualitas suatu meter merupakan faktor yang
penting dalam ketepatan pengukuran. Ketepatan suatu ammeter dipengaruhi oleh sensitivitas dan stabilitas dari tahanan dalamnya (Sutrisno. 1986 : 45)
Ketika mengukur tegangan melalui suatu komponen, voltmeternya haruslah secara
paralel dengan komponen tersebut. Dalam suatu rangkaian keseimbangan yang kritis, arus melalui
voltmeter dapat menganggu keseimbangan kondisi rangkaian. Untuk alasan inilah sehingga
arus pada voltmeter haruslah sangat kecil. Arus yang dibutuhkan bagi simpangan skala
penuh dari voltmeter bervariasi dan berlawanan arah dengan sentivitasnya (Daryanto. 2011 : 43).
Efek pembebanan adalah tekanan drop
dalam rangkaian listrik yang disebabkan tahanan dalammeter. Suatu
ammeter ideal akan mengukur arus listrik tanpa pengantar setiap tegangan drop
yang dapat dipertimbangkan. Dalam praktek efek pembebanan akan dapat diabaikan pada
saat tahanan rangkaian besar dibandingkan dengan tahanan dalam meter (Blocher,
Richard. 2004 : 125).
Amperemeter analog merupakan meter kumparan putar atau
meter d’Arsonval. Untuk menggunakan
meter ini perlu diketahui kepekaan arus, yaitu arus listrik yang menyebabkan simpangan
penuh (sp), dan hambatan meter, yaitu hambatan kumparan. Untuk mengukur arus
yang lebih besar dari Isp, pada amperemeter
resistor dipasang pararel dengan meter
sehingga hanya sebagian arus
yang diukur masuk kedalam meter. Voltmeter dapat digunakan untuk mengukur beda tegangan dalam suatu rangkaian searah yaitu dipasang pararel dengan beda tegangan
yang diukur. Agar tidak mengganggu arusIpada rangkaian yang
diukur, arus Im yang
melalui meter harus mempunyai nilai sekecil mungkin. Untuk
resistor Rs bernilai besar dipasang seri dengan voltmeter. Selain amperemeter dan
voltmeter, sering juga digunakan ohmmeter yakni digunakan untuk mengukur hambatan.
Suatu alat ukur yang dapat mengukurarus,
tegangan, dan hambatan listrik disebut multimeter
(Bird John, 2003 : 87).
Voltmeter dapat digunakan untuk mengukur beda tegangan dalam suatu rangkaian searah yaitu dipasang pararel dengan beda tegangan yang diukur. Agar tidak mengangu arusIpada rangkaian yang diukur, arus Im yang melalui meter harus mempunyai nilai sekecil mungkin. Untuk resistor Rs bernilai besar dipasang seri dengan voltmeter. Selain amperemeter dan voltmeter, sering juga digunakan ohmmeter yaitu digunakan untuk mengukur hambatan. Suatu alat ukur yang dapat mengukur arus, tegangan, dan hambatan listrik disebut multimeter (Fardo, Stephen Wand Dale R. Patrick.
2008: 69 ).
AlatdanBahan
1. Alat
a.
Basicmeter 1
Buah
b.
Multimeter
Digital 1 Buah
c.
Multitester 1
Buah
d.
Power
Suplay 1
Buah
2. Bahan
a. Kabel Penghubung 5
Buah
b. Probe 2
Buah
c. Resistor 56 Ω 2
Buah
d. Resistor 100 Ω 2
Buah
e. Resistor 220 Ω 2
Buah
f.
Resistor
47 kΩ 2 Buah
Identifikasi Variabel
Identifikasi Maslah pada percobaan ini adalah:
1. Variabel Manipulasi : Resistansi resistor
dan tengangan sumber
2. Variabel Respon : Tegangan R1, Tegangan R2, dan Tegangan Total
3. Variabel Respon : Tegangan Sumber dan Batas Ukur
Definisi Operasional Variabel
a. Variabel Manipulasi
1. Batas ukur adalah nilai
yang terdapat pada alat ukur yang menunjukkan batas ukur atau besarnya nilai
tegangan atau arus yang dapat diukur oleh alat ukur dengan nilai batas ukur
pada basicmeter 10 V dan pada Multimeter digital 200 V
2. Resistansi resistor adalah hambatan yang
dimanipulasi nilai resistansinya untuk membuktikan terjadinya kesalahan pada
pengukuran tegangan, dimana nilai resistansi yang digunakan dalam percobaan ini
adalah 56 ohm, 100 ohm, 220 ohm,
dan 47 x 103Ω ohm.
3.
Tegangan Sumber adalah
suatu alat atau catu daya yang
digunakan dalam percobaan untuk menghasilkan arus dan tegangan sesuai dengan
kebutuhan, dimana sumber tegangan yang digunakan sebesar 6 volt dan 9 volt.
b. Varibel Respon
1. Tegangan pada R1 adalah
besarnya nilai tegangan yang terbaca pada alat ukur yang dipasang paralel
dengan R1.
2. Tegangan pada R2
adalah besarnya nilai tegangan yang terbaca pada alat ukur yang dipasang
paralel dengan R2.
3. Tegangan total adalah besarnya nilai tegangan yang
terbaca pada alat ukur yang dipasang paralel terhadap kedua resistor tersebut.
c. Variabel Kontrol
1. Tegangan Sumber adalah suatu
alat atau catu daya yang digunakan dalam percobaan untuk menghasilkan
arus dan tegangan,
2. Batas ukur adalah nilai
maksimum yang dapat diukur oleh suatu alat ukur yaitu voltmeter.
ProsedurKerja
1.
Menyiapkanalatdanbahanyangdigunakan.
2.
Memastika
nilai R1 dan R2 tetap sama.
3.
Membuat rangkaian seperti pada gambar berikut
4.
Menghubungkan
power supply dengan rangkaian dengan mengatur Vs sebesar 6 volt dan 9 volt.
5.
Mengukur
tegangan pada R1 dan R2 dengan alat ukur Basicmeter.
6.
Mengulangi percobaan dengan nilai R = 56 Ω , 100 Ω , 220 Ω dan 47 x 103Ω.
7.
Mencatat
hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
8.
Menghitung
hambatan dalam dengan cara mengukur alat ukur basicmeter dengan menggunakan
Voltmeter.
9.
Membuat analisa data danMenyimpukan hasil percobaan.
HASIL
EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
HasilPengamatan
Kegiatan 4 :Pengukuran Kesalahan
Pada Pengukura Tegangan
Tabel 4.1
:Kesalahan PengukuranTegangan dengan Tegangan
Sumber 6 Volt
BU Basicmeter =
10 V
Nst Basicmeter =0,2
V
BU Voltmeter =200
V
NST
Voltmeter =
0,1 V
Rd = 100
k Ω
|
No
|
Harga
|
Tegangan Pada
|
Resistor (Volt)
|
Tegangan Total
|
|
|
Resistor
|
R1
|
R2
|
(Volt)
|
|
1
|
56 Ω
|
2,6
|
2,6
|
5,2
|
|
2
|
100 Ω
|
2,8
|
2,8
|
5,6
|
|
3
|
220 Ω
|
2,8
|
2,8
|
5,8
|
|
4
|
47 K
Ω
|
2,4
|
2,4
|
6,2
|
Tabel 4.2
:Kesalahan PengukuranTegangan dengan Tegangan
Sumber 9 Volt
BU Basicmeter =
10 V
Nst Basicmeter =0,2
V
BU Voltmeter =200
V
NST
Voltmeter =
0,1 V
Rd = 100
k Ω
|
No
|
Harga
|
Tegangan Pada
|
Resistor (Volt)
|
Tegangan Total
|
|
|
Resistor
|
R1
|
R2
|
(Volt)
|
|
1
|
56 Ω
|
4,0
|
4,0
|
8,0
|
|
2
|
100 Ω
|
4,2
|
4,2
|
8,4
|
|
3
|
220 Ω
|
4,4
|
4,4
|
8,8
|
|
4
|
47 K
Ω
|
3,6
|
3,6
|
9,2
|
Analisis
Data
a. Pengukuran tegangan dengan batas ukur
6 volt
1. Menentukan Besarnya Jumlah Tegangan
Ru
:
∑
Vp = V1 + V2
b.Pengukuran tegangan dengan batas ukur 9 volt
1. Menentukan Besarnya Jumlah Tegangan
Ru
:
∑ Vp = V1
+ V2
PEMBAHASAN
Pada percobaan ini kami menggunakan voltmeter dengan
batas ukur 10 volt dan NST pada voltmeter yaitu 0,1 volt. Pada percobaan ini digunakan resistor dengan nilai
resistansi sebesar 150 Ω, 47 kΩ, 100 kΩ,
390 kΩ, 390 kΩ dan 470 kΩ. Pada pengukuran ini diperoleh
nilai Rd hitung pada resistor 100 Ω sebesar 0,01 Ω,resistor 4,7 kΩ sebesar 0,03
Ω, resistor 10 kΩ sebesar 0,01 Ω, resistor 390 kΩ diperoleh sebesar 0,412 dan 470 kΩ diperoleh sebesar
162,92. Adapun besar
resistor 100 Ω yaitu 0,000025,resistor 4,7 kΩ
yaitu 0,0147 Ω, resistor 10 kΩ yaitu 0,0106 Ω, resistor 390 kΩ yaitu 8,514 Ω dan resistor 470 kΩ yaitu 8,146 Ω .
Pada percobaan dengan menggunakan batas ukur 50 volt diperoleh nilai
pada resistor sebesar 0,0664 Ω, untuk resistor
4,7 kΩ diperoleh yaitu 10,805, pada resistor 10 kΩ sebesar 0,015 Ω, pada
resistor 390 kΩ diperoleh 0,17 Ω dan pada resistor 470 kΩ diperoleh 0,4537 Ω.
Berdasarkan data yang diperoleh, maka dapat disimpulkan
bahwa pada resistor yang berukuran kecil atau lebih kecil dari hambatan dalam
maka tidak terjadi kesalahan adapun sebaliknya jika nilai resistor luar lebih
besar dari nilai hambatan dalam maka terjadi kesalahan pengukuran pada
tegangan.
Efek pembebanan pada tegangan adalah dimana pada suatu
rangkaian harga resistor jauh lebih besar dari pada harga hambatan dalam pada
alat ukur tersebut, sehingga alat u.kur menjadi terbebani dan terjadi kesalahan
pada pengukuran tegangan. Berdasarkan teori Jika R1 dan R2 sama tegangannya
akan tetap sama dan jika dijumlahkan hasilnya akan sama dengan jumlah tegangan
sumber pada percobaan ini, tegangan yang diperoleh pada R1 dan R2 sama tetapi
pada resistor 390 kΩ tegangan pada R1 dan R2 tidak sama dengan jumlah tegangan
sumber.
SIMPULAN
DAN DISKUSI
Berdasarkan percobaan yang telah
dilakukan maka simpulan pada percobaan ini yaitu terjadinya kesalahan pada
pengukuran tegangan dikarenakan nilai resistansi hambatan luar lebih besar
dibandingkan nilai resistansinya hambatan dalam pada voltmeter. Itulah yang
menyebabkan terjadi efek pembebanan dimana arus yang tidak mengalir pada
rangkaian tetapi mengalir pada voltmeter sehingga terjadilah kesalahan
pengukuran pada tegangan. Pembebanan diberikan untuk mengetahui seberapa besar
hambatan dalam pada voltmeter jika hambatan dalam lebih besar dari pada
hambatan luar maka besarnya V1 sama dengan besarnya Vs dibagi 2 akan tetapi
jika hambatan dalam lebih kecil daripada hambatan luar maka besarnya V1 tidak
sama dengan besar Vs dibagi 2 sehingga terjadilah kesalahan pada pengukuran
tegangan tersebut. Adapun diskusi pada percobaan ini adalah diharapkan,sebaiknya
praktikan memperhatikan resistor yang digunakan, memperhatikan araha asisten
sebelum melakukan praktikum, dan praktikan teliti dalam membaca nilai yang
tertera dalam alat ukur pada sat mengambil data.
DAFTAR
RUJUKAN
Ahmad, Jayadin. 2007. Eldas. Bogor : Jaya Press.
Charles, Taylor. 2007. Basic Electronic. London :
Global Media.
David. 2009. Introduction to Electronics. London :
HSRC Press.
Dennis l, Eggleston. 2011. Basic Electronics for
Scientits and Engineers. Los Angales : Cambridge University Press.
Huda, yasdinul. 2008. Alat Ukur dan pengukuran.
Padang : UNP Press.
Lampiran
Analisis
Data
a. Pengukuran tegangan dengan batas ukur
6 volt
2. Menentukan Besarnya Jumlah Tegangan
Ru
:
∑
Vp = V1 + V2
a.
R1 = 56 Ω
∑ Vp
= VR1
+ VR2
= 2,6+ 2,6
= 5,2 V
b.
R2 = 100 Ω
∑ Vp
= VR1
+ VR2
=
2,8+ 2,8
= 5,6
V
c.
R3 = 220 Ω
∑
Vp = VR1
+ VR2
= 2,8 + 2,8
= 5,8 V
d. R4= 47 x
∑ Vp = VR1 + VR2
=
2,4 + 2,4
=
6,2 V
b.Pengukuran tegangan dengan batas ukur 9 volt
2. Menentukan Besarnya Jumlah Tegangan
Ru
:
∑ Vp = V1
+ V2
a. R1
= 56 Ω
∑ Vp
= VR1
+ VR2
= 4,0+ 4,0
= 8,0 V
b. R2
= 100 Ω
∑ Vp
= VR1
+ VR2
=
4,2+ 4,2
= 8,4 V
c.
R3 = 220 Ω
∑
Vp = VR1
+ VR2
= 4,4 + 4,4
= 8,8 V
d. R4= 47 x
∑ Vp = VR1 + VR2
=
3,6 + 3,6
=
9,2 V
LAPORAN SEMENTARA
JudulPercobaan : KesalahanPengukuran
Pada Tegangan
Hari/ Tanggal : Sabtu, 02 Januari 2016
NamaPraktikan / Nim :
Indra Mahdi jumaing / 20600114002
Golongan / Kelompok :
BC/ III ( TIGA
)
RekanKerja / Nim : 1. Foetri Nurhidayah / 20600114043
2.nuraini/
20600114042
3.
Nurwahidah S/
20600114088
Hasilpengamatan
Kegiatan 4 :Pengukuran Kesalahan
Pada Pengukura Tegangan
Tabel 4.1
:Kesalahan PengukuranTegangan dengan Tegangan
Sumber 6 Volt
BU Basicmeter =
10 V
Nst Basicmeter =0,2
V
BU Voltmeter =200
V
NST
Voltmeter =
0,1 V
Rd = 100
k Ω
|
No
|
Harga
|
Tegangan Pada
|
Resistor (Volt)
|
Tegangan Total
|
|
|
Resistor
|
R1
|
R2
|
(Volt)
|
|
1
|
56 Ω
|
2,6
|
2,6
|
5,2
|
|
2
|
100 Ω
|
2,8
|
2,8
|
5,6
|
|
3
|
220 Ω
|
2,8
|
2,8
|
5,8
|
|
4
|
47 K
Ω
|
2,4
|
2,4
|
6,2
|
Tabel 4.2
:Kesalahan PengukuranTegangan dengan Tegangan
Sumber 9 Volt
BU Basicmeter =
10 V
Nst Basicmeter =0,2
V
BU Voltmeter =200
V
NST
Voltmeter =
0,1 V
Rd = 100
k Ω
|
No
|
Harga
|
Tegangan Pada
|
Resistor (Volt)
|
Tegangan Total
|
|
|
Resistor
|
R1
|
R2
|
(Volt)
|
|
1
|
56 Ω
|
4,0
|
4,0
|
8,0
|
|
2
|
100 Ω
|
4,2
|
4,2
|
8,4
|
|
3
|
220 Ω
|
4,4
|
4,4
|
8,8
|
|
4
|
47 K
Ω
|
3,6
|
3,6
|
9,2
|
Makassar,
Januari 2016
Asisten Praktikan
Ikramullah Indra mahdi
jumaing
Nim : 20404112063 Nim
: 20600114002
Tidak ada komentar:
Posting Komentar