Laporan R-lab KR01

7/29/2019 Laporan R-lab KR01

1/13

LAPORAN R-LABDisipasi Kalor Hot Wire

Nama : Samuel Reynaldo Hendrawan

NPM : 1206243173

Fakultas : Teknik

Departemen : Teknik Mesin

Kode Praktikum : KR01

Tanggal Praktikum : 12 Oktober 2012

Laboratorium Fisika Dasar

UPP IPDUniversitas Indonesia


2/13

Disipasi Kalor Hot Wire

I. Tujuan

Menggunakan hot wire sebagai sensor kecepatan aliran udara.

II. 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

III. Landasan Teori

Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak

digunakan sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan alirandalam 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 listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan ,

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

mengalir.

P = v i 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

Ra


3/13


4/13

Gambar

V. Hasil dan Evaluasi

a. Pengolahan Data

Berdasarkan persamaan (1) diatas, besarnya energi listrik yang terdisipasi

sebanding dengan tegangan , arus listrik yang mengalir di probe tersebut dan

lamanya waktu arus listrik mengalir. Maka pada persamaan tersebut,

W = vit


5/13


6/13

Grafik1.TeganganHotWireVs.Waktu

Kecepatan

angin

Tegangan

Rata-Rata

0 2,112

70 2,073

110 2,053

150 2,044190 2,039

230 2,035

1,980

2,000

2,020

2,040

2,060

2,080

2,100

2,120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

v1=0m/s

v2=70m/s

v3=110m/s

v4=150m/s

v5=190m/s

v6=230m/s

TeganganHotWireVSWaktu

TeganganHotWire

Waktu(s)


7/13

x y x2 y2

2,112 0 4,460544 02,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

1,980

2,000

2,020

2,040

2,060

2,080

2,100

2,120

0 70 110 150 190 230

Teganganrata-rata

Teganganratarata

KecepatanAngin

Teganganrata-rata


8/13

2,112 0 4,460544 0

2,112 0 4,460544 0

2,073 70 4,297329 4900

2,073 70 4,297329 4900

2,073 70 4,297329 4900

2,074 70 4,301476 4900

2,074 70 4,301476 4900

2,073 70 4,297329 4900

2,073 70 4,297329 4900

2,076 70 4,309776 4900

2,074 70 4,301476 4900

2,074 70 4,301476 4900

2,053 110 4,214809 12100

2,052 110 4,210704 12100

2,052 110 4,210704 12100

2,053 110 4,214809 12100

2,052 110 4,210704 12100

2,054 110 4,218916 12100

2,053 110 4,214809 12100

2,054 110 4,218916 12100

2,054 110 4,218916 12100

2,053 110 4,214809 12100

2,044 150 4,177936 22500

2,045 150 4,182025 22500

2,044 150 4,177936 22500

2,045 150 4,182025 22500

2,044 150 4,177936 22500

2,044 150 4,177936 22500

2,044 150 4,177936 225002,044 150 4,177936 22500

2,044 150 4,177936 22500

2,044 150 4,177936 22500

2,039 190 4,157521 36100

2,039 190 4,157521 36100

2,039 190 4,157521 36100

2,039 190 4,157521 36100

2,040 190 4,161600 36100

2,039 190 4,157521 36100

2,039 190 4,157521 36100

2,038 190 4,153444 361002,038 190 4,153444 36100

2,038 190 4,153444 36100

2,035 230 4,141225 52900

2,035 230 4,141225 52900

2,036 230 4,145296 52900

2,036 230 4,145296 52900

2,036 230 4,145296 52900


9/13

2,035 230 4,141225 52900

2,035 230 4,141225 52900

2,035 230 4,141225 52900

2,035 230 4,141225 52900

2,035 230 4,141225 52900

Jadi, persamaan kecepatan angin sebagai fungsi hot wire adalah

y=2766+5821,332

denganxadalahteganganhotwire,danyadalahkecepatan

angin.

m =

n xy ( x)( y)n x

2 ( x)2

m =

60.15331123,570.7500

60.254,53415269,54

m = 2766

b =x2 y ( x)( xy)

n x2 ( x)2

b =254,534.7500123,570.15331

60.254,53415269,54

b = 5821,332


10/13

i. Percobaan

Di percobaan KR01 mengenai Disipasi kalor hotwire ini

dilakukan online menggunakan rLab yang bertujuan mengetahui

kemampuan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara. Kipas

angin merupakan sumber udara pada percobaan kali ini. Kecepatan

udara berbeda-beda, dari 0 m/s, 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s

sampai 230 m/s. Ketika kipas belum dinyalakan, v0=0m/s, besar

arus dan tegangan listrik belum terpengaruh dari kecepatan kipastersebut. Ketika kipas dinyalakan, kecepatan kipas mulai di atur

sesuai dengan variasi yang diberikan. Kemudian juga kecepatan

angin mempengaruhi arus listrik dan tegangan listrik yang

mengalir. Arus listrik semakin besar, sebanding dengan kecepatan

kipas yang diberikan. Sedangkan tegangan listrik menjadi semakin

kecil, berbanding terbalik dengan kecepatan angin yang dihasilkan

kipas. Hal ini disebabkan udara yang dihembuskan kipas angin

mempengaruhi resistensi pada kawat yang selanjutnya

mempengaruhi tegangan dan arus tersebut. Ketika angin dialirkan

pada probe, angin menerpa kawat pijar dengan kecepatan v dan

gayaF.Terpaanangintersebutmenyebabkanperubahannilai

resistensikawattersebutyangsebandingdengankecepatan

angin.Semakinkencanganginyangdialirkan,semakinbesar

aruslistrikyangdihasilkan.Sebaliknya,semakinbesar


11/13

kecepatananginyangdiberikan,semakinkecilteganganyang

dihasilkan.Besarkecilnyaperubahanresistensiinilahyang

mempengaruhiperubahankaloryangterjadipadaprobe.

ii. Hasil

Berdasarkan pada percobaan ini, kita dapatkan hasil bahwa

semakin besar kecepatan angin yang dihembuskan, maka

semakin besar arus listrik yang mengalir pada hotwire dan

teganganpada kawat tersebutpun semakinkecil.Persamaanyang dihasilkan tidak 100% tepat, karena ini adalah

pendekatan dari hasil percobaan ini. Hal ini terbukti dengan

memasukkan salah satu nilai tegangan hot wire ke dalam

persamaan y = 2766 + 5821,332. Maka kecepatan yang

dihasilkan tidak sama perss dengan apa yang ada di hasil

praktikum.

Kesalahanyangterjadibisaterbilangrelatifbesar.Walaupun

demikian,percobaanyangdilakukansecarajarakjauhdan

hanyamenggunakankomputerinisudahdilaksanakansesuai

denganproseduryangada.Besarnyakesalahanbisa

dibuktikandenganmenggantiteganganhotwirepada

percobaantersebut.PadapraktikumrLabiniinikesalahan


12/13

yangterjadihampirmerupakanhumaneror,karenasemua

peralatannyasudahterkomputerisasi.

iii. Grafik

Pada grafik pertama, tegangan hot wire di setiap waktunya,

besar tegangan dari tiap-tiap kecepatan angin relatif stabil

meskipun terdapat perubahan yang sangat kecil. Hal ini terjadi

karena udara dari kipas angin tidak kemudian langsung berubah

kecepatannya, tetapi melakukan percepatan terlebih dahulu.

Contohnya disaat dilakukan perubahan kecepatan angin dari 0 m/s

ke 70 m/s, kipas tidak langsung berubah kecepatannya, tapi

melakukan percepatan terlebih dahulu sampai akhirnya mencapai

70 m/s.

Di grafik kedua, tegangan hot wire berbanding terbalik

dengan perubahan kecepatan udara yang dihembuskan oleh kipas

angin. Semakin besar kecepatan udara yang berasal dari kipas

angin, maka tegangan yang dihasilkan semakin kecil.

Grafikyangdihasilkanmenunjukkanadanyahubungan

antaradatahasilpercobaandengankondisiyangseharusnya

terjadi,yaitukecepatanangindarikipasanginberbanding

terbalikdenganteganganyangdihasilkanolehprobetersebut.


13/13

VI. Kesimpulan

a. Kawat hot wire tidak dapat mengukur kecepatan angin, karena

nilai yang dihasilkan mempunyai kesalahan yang relatif besar.

b. Kawat hot wirebisa digunakan hanya untuk memperkirakan

besar/kecilnya angin, bukan untuk menentukan nilai, yaitu dengan

melihat perubahan tegangan dan arus yang terjadi pada kawat hot

wire tersebut.

c. Kecepatan angin yang terjadi berbanding lurus dengan arus

listrik(I) dan berbanding terbalik dengan tegangan (V)

VII. Referensi

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

Prentice Hall, NJ, 2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition,

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

Link RLab

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

Laporan R-lab KR01

Documents

Transcript of Laporan R-lab KR01