praktikum fisdas

16
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

description

induksi diri

Transcript of praktikum fisdas

Page 1: praktikum fisdas

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

Page 2: praktikum fisdas

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

Page 3: praktikum fisdas

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

Page 4: praktikum fisdas

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

Page 5: praktikum fisdas

Alat dan bahan disiapkan dan dirangkai sesuai skema percobaan

beda tegangan

Osilator dan osiloskop dihidupkan

Tipe gelombang osilator diatur

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

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

⁄ ⁄ )

Page 6: praktikum fisdas

b) Metode Beda Tegangan

y m x

c) Metode Beda Fase

y m x c

Ket :

t = waktu (s)

R = Resistansi (ohm)

L = Induktansi (H)

Page 7: praktikum fisdas

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 -

Page 8: praktikum fisdas

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)

Page 9: praktikum fisdas

4.3 Perhitungan

a. Metode Arus Transient

No x (Ohm) 1/t (y) (div-

1)

x² y² xy

1 1 x 103

1.67 1 x 106

2.79 1670

2 2 x 103 2.5 4 x 10

6 6.25 5000

3 3 x 103 5 9 x 10

6 25 15000

4 4 x 103 10 16 x 10

6 100 40000

∑ 10 x 103 19.17 30 x 10

6 134.04 61670

=

=

= 0.012

(

)

= √

)

=

= √

=

= 83.33 H

=

0.0034 = H

Page 10: praktikum fisdas

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 106 1444 x 10

6 76 x 10

6

3 3000 30000 9 x 106 900 x 10

6 90 x 10

6

4 4000 25000 16 x 106 625 x 10

6 100 x 10

6

5 5000 23000 25 x 106 529 x 10

6 115 x 10

6

6 6000 22000 36 x 106 484 x 10

6 132 x 10

6

7 7000 21000 49 x 106 441 x 10

6 147 x 10

6

8 8000 18000 64 x 106 324 x 10

6 144 x 10

6

9 9000 15000 81 x 106 225 x 10

6 135 x 10

6

10 10000 14000 100 x 106 196 x 10

6 140 x 10

6

∑ 55000 271000 385 x 106 9393 x 10

6 1144 x 10

6

=

=

= -16.68

(

)

=

)

=

= √

=

Page 11: praktikum fisdas

=

x 10-4

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 106 1.1664 2160

3 3000 1 9 x 106 1 3000

∑ 6000 3.49 16 x 106 4.1545 6570

=

=

= -0.001025

(

)

= √

)

=

= √

=

=

=

=

x 10-3

H

Page 12: praktikum fisdas

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

Page 13: praktikum fisdas

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

R sebandind dengan nilai 1/t,hal ini sudah sesuai dengan referensi

b. Metode beda tegangan

x 10-4

H

Page 14: praktikum fisdas

R berbanding terbalik dengan nilai f,hal ini tidak sesuai dengan

referensi.Kesalahan yang terjadi karena kekurangtelitian praktikan

dalam melihat data pada osiloskop,atau mungkin karena terbalik dalam

melihat data dalam osiloskop antara CHa dengan CHb

c. Metode beda fase

x 10-3

H

R berbanding terbalik dengan nilai 1/tan θ,hal ini tidak sesuai dengan

referensi.Kesalahan yang terjadi karena kekurangtelitian praktikan

dalam melihat data pada osiloskop,atau mungkin karena terbalik dalam

melihat data dalam osiloskop antara CHa dengan CHb

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

Page 15: praktikum fisdas

Staf Laboratorium Fisika Dasar 2014. Panduan Praktikum Fisika

Dasar II. Yogyakarta : Laboratorium Fisika Dasar UGM.

Yogyakarta, 4 Juni 2014

Asisten Praktikan,

Falah Nur A Galih Puspita Ratih

Page 16: praktikum fisdas

VIII. LAMPIRAN