LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II INDUKSI DIRI
Disusun oleh :
Galih Puspita Ratih 13/347920/PA/15393
PROGRAM STUDI GEOFISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali peristiwa yang dapat kita amati dan dijadikan sebagai pelajaran,sebagai contoh adalah peristiwa yang behubungan dengan fisika.Salah satu contohnya yaitu peristiwa kelistrikan khususnya induksi diri. Sebuah Induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melewatinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah – ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak – balik pada praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan besarnya induksi diri pada induktor (kumparan) dengan tiga metode yaitu arus transien,beda tegangan dan beda fase.Dalam praktikum kali ini kita akan menggunakan beberapa macam alat elektronik sehingga dibutuhkan ketelitian dan kecermatan dalam melakukan praktikum.
1.2 Tujuan
Praktikum kali ini bertujuan untuk : a. Belajar menerapkan dan menginterpretasikan grafik b. Mengukur nilai induktansi diri dari suatu induktor
II. DASAR TEORI Induksi diri merupakan peristiwa kelistrikan yang disebabkan oleh induktor itu sendiri. Induktansi (L, diukur dalam Henry) adalah efek dari medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor pembawa arus. Arus listrik yang melewati konduktor membuat medan magnet sebanding dengan arus. Perubahan dlam arus menyebabkan perubahan medan magnet yang mengakibatkan gaya elektromotif lawan melalui GGL induksi yang bersifat menentang perubahan arus. Induktansi
diukur berdasarkan jumlah gaya elektromotif yang ditimbulkan untuk setiap perubahan arus terhadap waktu. Sebagai contoh, sebuah induktor dengan induksi 1 Henry menimbulkan gaya elektromotif 1 Volt saat arus dalam induktor berubah dengan kecepatan 1 Ampere setiap sekon. Dalam praktikum kali ini praktikan akan menggunakan tiga metode yaitu arus transien,beda tegangan dan beda fase. Dalam satu kumparan dalam keadaan normal mempunyai satu tahanan dan satu kapasitor Kemudian untuk memonitor peristiwa yang terjadi,,pada praktikum ini digunakan osiloskop,untuk membaca arus. Arus transien yang terbentuk disebabkan karena adanya energi yang masuk atau keluar pada komponen penyimpanan energi kapasitif atau induktifpada rangkaian.Maka,
⁄
(
)
dan pada saat
,
Beda tegangan V = I.R dan p-ada praktikum kali ini akan digunakan
⁄ ⁄
tegangan pada hambatan dan induktor.
Untuk menentukan beda fase dengan cara mengukur beda fase pada setiap
frekuensinya dengan
III. METODE EKSPERIMEN 3.1 Alat dan Bahan
a) 1 buah osiloskop b) 1 buah osilator c) 1 buah induktor d) 1 buah resistor e) 1 buah bangku resistor f) Kabel penghubung
3.2 Skema Percobaan
a. Arus Transient
b. Beda Tegangan dan Beda fase
3.3 Tata Laksana
a) Arus transient
Alat dan bahan disiapkan dan dirangkai sesuai skema percobaan arus transient
Osilator dan osiloskop dihidupkan
Tipe gelombang sinusoidal pada osilator diatur dengan f=25x100 Hz
Time/Div pada osiloskop diatur 0,1 ms
Hambatan R divariasikan dari 1KiloOhm – 10 KiloOhm dengan kenaikan 1KiloOhm pada tiap variasinya sehingga didapatkan 10 variasi dan pada tiap variasinya nilai X dicatat
b) Beda Tegangan
Alat dan bahan disiapkan dan dirangkai sesuai skema percobaan beda tegangan
Osilator dan osiloskop dihidupkan
Tipe gelombang osilator
Volt/div pada osiloskop Cha diatur 0,5 volt dan CHb 0,5 volt
Time/div pada osiloskop diatur 0,5 mS
Hambatan R divariasikan dari 1KiloOhm – 10 KiloOhm dengan
diatur
kenaikan 1KiloOhm pada tiap variasinya sehingga didapatkan 10 variasi dan tiap variasai diatur sedemikian rupa sehingga gelombang 1 setengah dari gelombang 2
Dicatan nilai f pada setiap variasi R
c) Beda fase
Alat dan bahan disiapkan dan dirangkai sesuai skema percobaan beda fase
Diatur time/div dari
percobaan beda tegangan pada posisi
xy,sehingga bidang elips muncul
Hambatan R divariasikan dari 1KiloOhm – 10 KiloOhm dengan kenaikan 1KiloOhm pada tiap variasinya sehingga didapatkan 10 variasi dan pada tiap variasinya nilai x dan y dicatat
3.4 Metode Analisa Data a) Metode Transien
⁄ ⁄ ⁄ ⁄ y
m
x
⁄ ⁄ ⁄
)
b) Metode Beda Tegangan
√ y
m
x
√ √ c)
Metode Beda Fase
⁄ ⁄ ⁄ y
m
Ket : t = waktu (s) R = Resistansi (ohm) L = Induktansi (H)
x
c
Tan Ө = beda vase antara VA dengan
VB
m = gradient grafik
d) Regresi Linear
+ *
VI. HASIL EKSPERIMEN 4.1 Data
Mengukur arus Transien
f = 25x 100 Hz R (kiloohm)
X
1
0,6
2
0,4
3
0,2
4
0,1
5
0,1
6
-
7
-
8
-
9
-
10
-
Mengukur Beda Tegangan
Time/div = 0,5 mS , Cha=0,5 volt/div , Chb = 0,5 votl/div R (kiloOhm)
Frekuensi (Hz)
1
65000
2
38000
3
30000
4
25000
5
23000
6
22000
7
21000
8
18000
9
15000
10
14000
Mengukur Beda Fase
F = 1000 Hz R (kiloOhm)
X
Y
1
1,4
1
2
1,4
1,3
3
1,4
1,4
4
1,4
1,4
5
1,4
1,4
6
1,4
1,4
7
1,4
1,4
8
1,4
1,4
9
1,4
1,4
10
1,4
1,4
4.2 Grafik
(Lampiran)
4.3 Perhitungan a. Metode Arus Transient No
y (div-1)
x (Ohm)
x²
y²
xy
1
1 x 103
1.67
1 x 106
2.79
1670
2
2 x 10
2.5
4 x 10
6.25
5000
3
3 x 103
5
9 x 106
25
15000
4
4 x 10
10
16 x 10
100
40000
∑
10 x 103
19.17
30 x 106
134.04
61670
( ) =
=
= 0.012
=
)
=
=
=
= 83.33 H
=
0.0034 =
H
b. Beda Tegangan No
x (ohm)
y (Hz)
x²
y²
xy
1
1000
65000
1 x 106
4225 x 106
65 x 106
2
2000
38000
4 x 10
1444 x 10
76 x 10
3
3000
30000
9 x 106
900 x 106
90 x 106
4
4000
25000
16 x 10
625 x 10
100 x 10
5
5000
23000
25 x 106
529 x 106
115 x 106
6
6000
22000
36 x 10
484 x 10
132 x 10
7
7000
21000
49 x 106
441 x 106
147 x 106
8
8000
18000
64 x 10
324 x 10
144 x 10
9
9000
15000
81 x 106
225 x 106
135 x 106
10
10000
14000
100 x 10
196 x 10
140 x 10
∑
55000
271000
385 x 10
6
9393 x 10
6
1144 x 10
6
( ) =
=
= -16.68
=
)
√ =
=
=
√ √ √ √ =
-4
x 10 H
c. Beda Fase No
R (ohm) (x)
1/tanӨ (y)
x²
y²
xy
1
1000
1.41
1 x 106
1.9881
1410
2
2000
1.08
4 x 10
1.1664
2160
3
3000
1
9 x 106
1
3000
∑
6000
3.49
16 x 10
4.1545
6570
( ) =
=
= -0.001025
=
)
=
=
=
=
=
=
-3
x 10 H
V.PEMBAHASAN 1) Tinjauan terhadap Metode Eksperimen
Pada percobaan kali ini akan diselidiki nilai induksi pada praktikum induksi diri. Untuk menyelidikinya digunakan tiga rangkaian percobaan yang masing-masing rangkaian percobaan akan kita cari nilai induksinya.percobaan yang dilakukan adalah dengan arus transient,beda tegangan dan beda fase. Untuk metode pada rangkaian percobaan pertama, rangkaian disusun seperti pada skema percobaan pertama yang kemudian kita variasikan nilai hambatannya sebanyak 10 kali variasi dan kemudian akan muncul gelombang berupa pasangan kurva atau garis lengkung. sehingga diperoleh besar amplitudo gelombang kita mendapatkan nilai x yang kemudian dirubah dalam 1/t dalam perhitungannya nanti. Untuk metode pada rangkaian percobaan kedua beda tegangan,mula-mula kita
susun
alat
sesuai
dengan
skema,kemudian
kita
variasikan
hambatannya seperti pada percobaan pertama hingga diperoleh 10 variasi, kemudian akan muncul 2 buah gelombang pada layar osiloskop. Dari gelombang ini praktikan harus mencari nilai frekuensi dengan cara mengubah amplitudo gelombang pertama menjadi 2 kali amplitudo gelombang kedua,pada tiap variasi R .Untuk percobaan yang ketiga sama seperti percobaan sebelumnya alat dan bahan disusun sesuai skema,gelombang yang telah terbentuk sebelumnya pada percobaan kedua disambung dengan menekan tombol x-y,kemudian kita variasikan nilai R dan kita mendapatkan nilai x dan y yang nantinya dalam perhitungan kedua nilai tersebut dikonversikan menjadi 1/tanθ yaitu x/y. Kelebihan metode-metode diatas adalah praktikan dapat mencoba alat secara langsung dan memahami cara penyusunan rangkaiannya. Dengan mempraktikan secara langsung, maka praktikan dapat melihat skala yang ditunjuk baik dalam frekuensi yang ditunjuk atau gambar
yang timbul dalam osiloskop. Kalaupun terdapat kesulitan atau kendala selama praktikum dapat ditanyakan secara langsung kepada asisten praktikum. Selain dari kelebihan yang dimiliki metode-metode diatas, terdapat juga beberapa kekurangan didalamnya. Dalam ketiga metode diatas rangkaian harus disusun secara benar, karena jika rangakai disusun secara salah maka diperoleh hasil yang tidak valid. Selain itu juga menggunakan alat osiloskop harus benar-benar hati-hati 2) Tinjauan terhadap Analisa Data
Metode yang digunakan untuk analisa data adalah metode grafik dan perhitungan yang digunakan adalah analisa regresi linear. Metode grafik memberikan gambaran sebaran data dari hasil percobaan. Dari sebaran data yang berupa titik-titik, maka ditarik garis yang melewati titik atau yang mendekati titik-titik tersebut, sehingga diperoleh gradien garis yang berupa garis linear. Metode regresi linear memiliki kelebihan yaitu berupa hasil yang diperoleh dalam perhitungan akurat. Namun demikian, metode regresi linear juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu apabila data yang diketahui sedikit dan tersebar secara tidak beraturan, maka akan sulit untuk menentukan garis dan gradiennya. Kekurangan yang lain yaitu hitungan yang cukup rumir dan panjang. Banyaknya angka di balakang koma(,) akan memiliki pengaruh pada perhitungan selanjutnya. 3) Tinjauan terhadap Referensi
Dari eksperimen induksi diri tersebut diperoleh data sbb: a. Metode arus transient
b. Metode beda tegangan
x 10-4 H
c. Metode beda fase
x 10-3 H
VI.KESIMPULAN Hasil perhitungan dari percobaan yang diperoleh yaitu sebagai berikut : a. Metode arus transient
b. Metode beda tegangan
x 10-4 H
c. Metode beda fase
VII.REFERENSI
Halliday, Resnick. 2010. Fisika
Dasar Edisi 7 Jilid 2 .
Erlangga :
Jakarta
Staf Laboratorium Fisika Dasar 2014. Panduan Dasar II.
Praktikum Fisika
Yogyakarta : Laboratorium Fisika Dasar UGM.
