Arya Gamma Aditia 0906529615 KR01

Nama

NPM

Fakultas

Jurusan

Nomor Percobaan

Nama Percobaan

Laboratorium Fisika Dasar

Universitas Indonesia

LAPORAN

: Arya Gamma Aditia

: 0906529615

: MIPA

: Fisika

: KR01

: Disipasi Kalor Hot Wire

Laboratorium Fisika Dasar

UPP IPD

Universitas Indonesia

APORAN PRAKTIKUM

Tujuan

Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara.

Peralatan

1. kawat pijar (hotwire)

2. Fan

3. Voltmeter dan Ampmeter

4. Adjustable power supply

5. Camcorder

6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

Teori

Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak digunakan sebagai

sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial saja. Probe

seperti ini terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada

dua kawat baja. Masing masing ujung probe dihubungkan ke sebuah sumber

tegangan. Energi listrik yang mengalir pada probe tersebut akan didispasi oleh kawat

menjadi energi kalor. Besarnya energi li

tegangan , arus listrik yang mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik

mengalir.

P = v i Δ t .........( 1 )

Bila probe dihembuskan udara maka akan merubah nilai resistansi kawat sehingga

merubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir

maka perubahan nilai resistansi juga semakin besar dan arus listrik yang mengalir

juga berubah.

Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dinyatakan oleh overheat ratio yang

dirumuskan sebagai :

Overheat ratio =

Rw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara).

Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan).

Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara.

Voltmeter dan Ampmeter

Adjustable power supply

Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis



ri sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada



menjadi energi kalor. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan



arnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir




Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan).



ri sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada



strik yang terdisipasi sebanding dengan



arnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir




Hot wire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang menyatakan

hubungan antara tegangan kawat (

(reference velocity , U) setelah persamaan diperoleh, kemudian informasi kecepatan

dalam setiap percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut.

Persamaan yang didapat berbentuk persam

Pada percobaan yang akan dilakukan yaitu mengukur tegangan kawat pada

temperatur ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan

kecepatan yang hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan aka

melalui daya yang diberikan ke fan yaitu 70 , 110 , 150 dan 190 dari daya maksimal

230 m/s.

Cara Kerja

1. Mengaktifkan Web cam

2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik”

pilihan drop down pada icon “atur kecepatan aliran”.

3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada

icon “menghidupkan power supply kipas.

4. Mengukur Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik

icon “ukur”.

5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70

m/s.


tegangan kawat (wire voltage , E) dengan kecepatan referensi

) setelah persamaan diperoleh, kemudian informasi kecepatan


Persamaan yang didapat berbentuk persamaan linear atau persamaan polinomial.



kecepatan yang hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan divariasikan


am (mengklik icon video pada halaman web r-Lab).

erikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik”

pilihan drop down pada icon “atur kecepatan aliran”.

idupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada

icon “menghidupkan power supply kipas.

Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik

langi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 , 110 , 150 , 190 dan 230


) dengan kecepatan referensi

) setelah persamaan diperoleh, kemudian informasi kecepatan


aan linear atau persamaan polinomial.



n divariasikan


Lab).

erikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik”

idupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada

Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik

, 110 , 150 , 190 dan 230

Tugas & Evaluasi

1. Berdasarkan data yang didapat , buatlah grafik yang menggambarkan

hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu untuk tiap kecepatan aliran

udara.

2. Berdasarkan pengolahan data di atas, buatlah grafik yang menggambarkan

hubungan Tegangan Hotwire dengan Kecepatan aliran angin.

3. Buatlah persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari tegangan hotwire.

4. Berdasarkan percobaan dan data yang didapat, apakah kita dapat

menggunakan kawat Hotwire sebagai pengukur kecepatan angin?

5. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

Data Pengamatan

Waktu(s)

Kecepatan

Angin(m/s) V-HW I-HW

1 0 2.112 53,9

2 0 2.112 53,9

3 0 2.112 56,3

4 0 2.112 54,1

5 0 2.112 53,9

6 0 2.112 56,1

7 0 2.112 54,3

8 0 2.112 53,9

9 0 2.112 55,8

10 0 2.112 54,9

1 70 2.044 55,9

2 70 2.046 58,3

3 70 2.046 54,3

4 70 2.046 55,5

5 70 2.046 58,5

6 70 2.044 54,3

7 70 2.045 55,1

8 70 2.044 58,8

9 70 2.043 54,8

10 70 2.046 54,5

1 110 2.026 60

2 110 2.027 56,6

3 110 2.026 54,5

4 110 2.025 57,2

5 110 2.024 59,1

6 110 2.024 54,7

7 110 2.025 55,3

8 110 2.025 59,6

9 110 2.025 55,9

10 110 2.025 54,5

1 150 2.018 56,1

2 150 2.017 54,9

3 150 2.017 54,7

4 150 2.017 54,6

5 150 2.017 54,8

6 150 2.017 55,5

7 150 2.017 56,5

8 150 2.017 57,9

9 150 2.017 59,2

10 150 2.017 59,9

1 190 2.012 55,4

2 190 2.012 55,5

3 190 2.012 55,6

4 190 2.011 55,7

5 190 2.012 55,7

6 190 2.012 55,6

7 190 2.012 55,5

8 190 2.012 55,3

9 190 2.012 55,2

10 190 2.011 55,1

1 230 2.008 59

2 230 2.008 59,6

3 230 2.009 60,3

4 230 2.009 60,5

5 230 2.009 59,9

6 230 2.008 58,8

7 230 2.008 57,5

8 230 2.008 56,4

9 230 2.009 55,4

10 230 2.009 54,9

ket :

0m/s 70m/s 110m/s

150m/s 190m/s 230m/s

y = 2112

R² = #N/A

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

0 5

Te

ga

ng

an

waktu(s)

Grafik dengan Kecepatan Angin

0m/s

y = -0,1091x + 2045,6

R² = 0,0818

2.042

2.043

2.044

2.045

2.046

2.047

0 5

Te

ga

ng

an

waktu(s)


70m/s

y = -0,1697x + 2026,1

R² = 0,3126

2.023

2.024

2.025

2.026

2.027

2.028

0 5

Te

ga

ng

an

waktu(s)


110m/s

y = 2112

R² = #N/A

10 15

waktu(s)


0m/s

Series1

Linear (Series1)

0,1091x + 2045,6

10 15

waktu(s)


70m/s

Series1

Linear (Series1)

0,1697x + 2026,1

10 15

waktu(s)


110m/s

Series1

Linear (Series1)

y = -0,0545x + 2017,4

R² = 0,27272.017

2.017

2.018

2.018

2.019

0 5

Te

ga

ng

an

waktu(s)


150m/s

y = -0,0364x + 2012

R² = 0,0682

2.0112.0112.0112.0112.0122.0122.0122.012

0 5

Te

ga

ng

an

waktu(s)


190m/s

y = 0,0424x + 2008,3

R² = 0,0594

2.0082.0082.0082.0082.0092.0092.0092.009

0 5

Te

ga

ng

an

waktu(s)


230m/s

10 15

waktu(s)


150m/s

Series1

Linear (Series1)

0,0364x + 2012

10 15

waktu(s)


190m/s

Series1

Linear (Series1)

y = 0,0424x + 2008,3

10 15

waktu(s)


230m/s

Series1

Linear (Series1)

kecepatan

angin(m/s)

Rata-rata

tegangan

0 2112

70 2045

110 2025,2

150 2017,1

190 2011,8

230 2008,5

y = -0,4249x + 2089,7

R² = 0,8181980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

2120

0 100

Ra

ta-r

ata

Te

ga

ng

an

pe

r K

ece

pa

tan

An

gin

Kecepatan Angin(m/s)

Grafik Hubungan Tegangan dengan Kecepatan

0,4249x + 2089,7

R² = 0,818

200 300

Kecepatan Angin(m/s)

Grafik Hubungan Tegangan dengan Kecepatan

Angin

Series1

Linear (Series1)

Pengolahan Data

� Persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari kecepatan Hot Wire adalah:

� ��

��

� Berdasarkan percobaan dan data yang didapat kita tidak dapat menggunakan

kawat Hotwire sebagai pengukur kecepatan angin.

�

� Pengolahan data least square untuk hubungan kecepatan angin dengan rata-

rata tegangan per kecepatan angin.

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

a 2089,715108

b -0,424920863

sy2 7,3397E+14

sy 27091881,46

Sa -10154940232

Sb 145332,1713

Analisis

Percobaan saya kali ini bernama “Disipasi Kalor Hot Wire”. Percobaan ini

menggunakan RLab yang tidak mengharuskan kita untuk melakukan praktikum di

laboratorium. Praktikan cukup menggunakan komputer yang telah dihubungkan

dengan internet dengan mengakses situs RLab. Pada percobaan RLab ini Praktikan

tetap menggunakan alat yang asli yang terdapat di laboratorium dan dapat

melihatnya secara langsung dengan webcam yang telah terpasang dan diarahkan ke

alat yang ada di laboratorium.

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui hot wire sebagai sensor

kecepatan udara. Oleh karena adanya perubahan suhu pada kawat hot wire, jadi

percobaan dilakukan sampai suhu kawat menjadi normal seperti semula. Sumber

udara berupa kipas. Pada pecobaan ini dilakukan kecepatan udara yang berbeda-

beda yaitu 0 m/s, 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s dan 230 m/s. Pada saat

kecepatan 0 m/s, tegangan dan arus yang berasal dari sumber tegangan memiliki

besar yang belum terpengaruhi oleh kecepatan udara yang dihembuskan dari kipas.

Grafik untuk kecepatan 0m/s pun tidak menunjukan adanya perubahan. Setelah

melakukan percobaan dengan kecepatan 0m/s, lalu kita melakukan dengan

kecepatan kipas yang diatur dari mulai yang paling kecil(70m/s) sampai yang

maksimal(230m/s). Grafik untuk percobaan dengan adanya kecepatan angin berbeda

dengan ketika tanpa dialiri kecepatan angin. Tegangan yang didapat berubah

walaupun perubahannya tidak signifikan. Perubahannya pun berubah-ubah naik-

turun. Hal ini disebabkan karena ketika dialiri angin, probe menjadi sedikit tidak

stabil, sehingga data yang dihasilkan juga naik-turun(berfluktuasi). Jika dilihat dari

kecepatan udara, oleh karena pengaruh kecepatan udara yang dihasilkan kipas,

tegangan dan arus yang dihasilkan pun berubah. Tegangan mengalami penurunan

dan arus yang mengalir mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan oleh udara yang

dihembuskan dari kipas dan mempengaruhi besar nilai resistansi dari kawat yang

selanjutnya mempengaruhi besar nilai arus dan tegangan pada hotwire. Hal itu

disebabkan oleh udara yang menerjang kawat pijar dengan besar gaya F dengan

kecepatan v dan pada waktu 10 detik.

Ketika angin dialirkan pada probe, maka angin tersebut akan menerpa kawat

pijar tersebut dengan kecepatan v dan gaya atau kekuatan F. Adanya terpaan angin

pada kawat pijar tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan resistansi pada

kawat, yang mana hubungannya berbanding lurus dengan kecepatan angin yang

mengalir pada probe. Semakin kencang aliran udara yang mengalir pada probe maka

tegangan yang terjadi pada sistem akan semakin kecil, sementara arus yang mengalir

akan semakin besar.

Kesimpulan

Semakin cepat aliran angin maka tegangan yang didapat akan semakin kecil.�

Kecepatan aliran angin yang menerjang kawat hotwire sebanding dengan

Arus yang mengalir dan berbanding terbalik dengan tegangan pada kawat�

hotwire.

Referensi

1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall,

NJ, 2000.

2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended

Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

Link RLab

http://sitrampil4.ui.ac.id/kr01

�

Arya Gamma Aditia 0906529615 KR01

Documents

Transcript of Arya Gamma Aditia 0906529615 KR01