LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

INDUKSI DIRI

Disusun oleh :

Nama : Nanang Suwandana

NIM : 12/331632/PA/14792

Prodi : Geofisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA

I PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangCahaya adalah suatu bentuk pancaran tenaga atau enrgi elektromagnet

yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan kita di bumi ini, karena dengan adanya

cahaya kita dapat melihat benda atau sesuatu hal dengan jelas. Dalam kehidupan

sehari-hari kita banyak menemukan berbagai macam sumber cahaya, misalnya

cahaya lampu, lilin, sinar matahari dan sebagainya. Setiap sumber cahaya

memiliki nilai kuat cahaya (intensitas cahaya) yang berbeda-beda. Untuk

mengukur nilai kuat cahaya dari sumbar cahaya kita dapat menggunakan alat

yang dinamakan fotometer.

Fotometer merupakan alat yang digunakan mengukur intensitas

pencahayaan atau penyinaran. Prinsip dasar fotometri adalah pengukuran

penyerapan sinar akibat interaksi sinar yang mempunyai panjang gelombang

tertentu dengan larutan atau zat warna yang dilewatinya. Suatu “fotometer”

adalah kata umum yang meliputi alat-alat untuk mendeteksi intensitas cahaya

hamburan, penyerapan, fluorensi. Kebanyakan fotometer berlandaskan pada

sebuah fotoresistor atau fotodioda. Masing-masing mengalami perubahan sifat

kelistrikan ketika disinari cahaya, yang selanjutnya dapat dideteksi dengan suatu

rangkaian elektronik tertentu.

Sedangkan fotometri adalah bagian dari optik yang mempelajari

mengenai kuat cahaya (intensity) dan derajat penerangan (brightness). Suatu

sumber cahaya memancarkan cahaya dengan intensitas (I) tertentu tergantung

pada kuat penerangannya dan jarak dari suatu titik terhadap sumber cahaya

tersebut. Dalam percobaan ini, yaitu fotometri, kami berusaha menentukan nilai

intensitas cahaya serta menganalisa hubungan antara jarak sumber cahaya dan

tegangan terhadap nilai intensitas cahaya dengan menggunakan fotometer

tersebut.

1.2 Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk:

a. Mengukur nilai induktansi diri dalam suatu induktor

b. Menyelididki kelakukan induktor ketika diewati arus AC

c. Menyelidiki rangkaian RL dengan menggunakan osiloskop

II DASAR TEORI

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 dalam

arus menyebabkan perubahan medan magnet yang mengakibatkan gaya

elektromotif lawan melalui 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. Secara matematis, gaya elektromagnet didefinisikan

sebagai berikut:

Ԑ = L didt

Dengan Ԑ = gaya elektromotif

L = induktansi

didt

= perubahan arus tiap waktu

Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk mencari nilai induktansi,

diantaranya adalah metode beda tegangan dan metode beda fase.

1. Beda Tegangan

Secara matematis VA didefinisikan sebagai berikut:

RL =WL=2πfL

RR = R

VA =√RL2+RR2

= √4 π2 f 2 L+RR2

VB = I.R

Dengan menkondisikan di layar CRO VA=2VB pada setiap frekuensi

osiloskop yang dipilih, maka akan diperoleh :

f=[ √32π L ]R

2. Beda Fase

Rangkaian yang digunakan sama seperti metode 1 yaitu rangkaian RL.

Beda fase antara resistor dan induktor didefinisikan sebagai berikut:

Tan ∅=¿ 2π+L(R)

Sin ∅ =(R)

2π+L

III METODE EKSPERIMEN

3.1 Metode yang Digunakan

a. Metode grafik

Praktikum kali ini menggunakan metode grafik untuk menghasilkan

penyajian, pengumpulan dn interpretasi data dengan mudah. Selain itu

dengan menggunakan metode grafik maka praktikan akan mampu

memberikan gambaran yang jelas terkait dengan data yang diperoleh.

Grafik dapat digunakan untuk menunjukkan ketergantungan suatu

besaran terhadap besaran lain secara sangat jelas. Grafik garis tunggal

hanya dapat digunakan untuk menghubungkan dua besaran ke satu

besaran yang lain, sehingga apapun yang lain mesti tetap konstan. Grafik

sering digunakan untuk membangun pola variasi, yaitu membangun hukum

yang dapat digunakan untuk memprediksi apa yang akan terjadi pada

waktu yang akan datang

b. Metode regresi linear

Metode yang digunakan praktikan dalam menyelesaikan

perhitungan data dalam praktikum kali ini adalah dengan menggunakan

metode regresi linear. Metode regresi linear merupakan salah satu metode

yang sering digunakan dalam sebuah praktikum fisika dasar. Metode ini sering

digunakan karena dianggap mempunyai keakuratan yang tinggi dibandingkan

metode yang lain.

Ketika menggunakan metode ini, praktikan dituntut untuk lebih

teliti dan cermat karena pada metode ini menggunakan rumus tersendiri

dalam perhitungan suatu data. Sehingga dengan ketelitian maka akan

diperoleh hasil yang sesuai keinginan

3.2 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

3.3 Skema Percobaan

3.4 Tata Laksana Percobaan

3.4.1. Percobaan Variasi Beda Tegangan

a. Disiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum

b. Alat-alat diatur sesuai dengan skema percobaan

c. Tombol putar pada resistor diatur pada skala 10000 Ω

d. Frekuensi diatur sedemikian rupa hingga tegangan VA=2VB, dengan VA

adalah tegangan total rangkaian dan VB adalah tegangan resistor,

kemudian nilai f dicatat

e. Nilai resistor divariasikan sebanyak 7 kali kali sehingga diperoleh 7 buah

data

3.4.2 Percobaan Variasi Beda Fase

a. Alat dan bahan diatur sesuai dengan skema percobaan

b. Tombol mode pada osiloskop diatur pada mode x-y, sehingga terlihat

gambar elips pada layar osiloskop

c. Skala pada resistor diatur pada nilai 1000 Ω

d. Nilai x dan ∆x gambar pada layar osiloskop dicatat, a adalah jarak

horizontal kedua ujung elips dan ∆x adalah jarak horizontal bagian tengah

yang elips

e. Nilai resistor divariasikan sebanyak 7 kali kali sehingga diperoleh 7 buah

data dan

f. Nilai x dan ∆x pada setiap variasi dicatat

3.5 Analisa Data

3.5.1 Beda Tegangan

f=[ √32π L ]R

f=[ √32π L

] R

y m x

f= Frekuensi (Hz)

R= Hambatan (Ω)

m= √32π L

L = √32π m

dan ∆L= √3

2π m2 ∆m

L ± ∆L =. . . . ± . . . .

F (Hz)

R (Ω)

3.5.1 Beda Fase

tanθ= 2 π+L(R+Rx)

1tan θ

= (R+Rx)

2πfL

1tan θ

= 1

2πfL R +

Rx2πfL

y m x c

m=1

2πfL L =

12πf m

dan ∆L= 1

2π fm2 ∆m

L ± ∆L =. . . . ± . . . .

1tan θ

R (Ω)

IV HASIL EKSPERIMEN

a. Data

1. Beda Tegangan

No R (Ω) f (Hz)

1 10000 3600

2 20000 7600

3 30000 10000

4 40000 11500

5 50000 18000

6 60000 15000

7 70000 20000

2. Beda Fase

No R (Ω) x (cm) ∆x (cm) tan (∆ xx

)1

tan

1 1000 0,6 0,5

2 2000 1,2 1,0

3 3000 1,8 1,4

4 4000 2,4 2,0

5 5000 2,8 2,4

6 6000 3,4 2,8

7 7000 3,6 3,0

c. Hasil Perhitungan

1. Beda Tegangan

No R (x) F (y) xy x2 y2

1 10000 3600 36000000 100000000 129600002 20000 7600 152000000 400000000 577600003 30000 10000 300000000 900000000 1000000004 40000 11500 460000000 1600000000 1322500005 50000 18000 900000000 2500000000 3240000006 60000 15000 900000000 3600000000 2250000007 70000 20000 1400000000 4900000000 400000000

280000 85700 4148000000 14000000000 12519700007840000000

0 7344490000 17205904 x 1012

Mencari m

m= N (∑xy )−∑x.∑ yN ∑ x2−(∑x2)

2. Beda Fase

No. R (x)

1tan θ

(y)xy x2 y2

1 1000 1,19 1190 1000000 1,41612 2000 1,19 2380 4000000 1,4161

3 3000 1,285 3855 90000001,65122

54 4000 1,19 4760 16000000 1,41615 5000 1,17 5850 25000000 1,36896 6000 1,21 7260 36000000 1,46417 7000 1,19 8330 49000000 1,4161

28000 8,425 33625 14000000010,1486

3784000000 70,980625 1130640625

V PEMBAHASAN

1. Pembahasan Kelebihan dan Kekurangan

Pada percobaan kali ini praktikan menggunakan metode

penggambaran data dengan menggunakan grafik garis. Grafik memiliki

fungsi dalam mempermudah pemahaman dan pembacaan data, sehingga

praktikan akan mampu meng-interpretasi-kan data dengn baik. Selain fungsi

tersebut grafik juga mempunyai peran:

a. grafik dapat memberikan gambaran mengenai data hasil eksperimen

b. grafik dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan fungsi

persamaan yang dalam praktikum kali ini ditunjukkan dengan koordinat x

dan y

c. grafik juga dapat digunakan digunakan untuk memperjelas penyajian data

dan untuk mempermudah memberikan pemahaman.

Pada praktukum kali ini, alat dan bahan yang digunakan dalam kondisi

baik meskipun data hasil praktikum (data yang diperoleh praktikan) terdapat

sedikit kesalahan dan kekurangan. Dalam data dan grafik terlihat bahwa

percobaan pada variasi tegangan didapatkan nilai Intensitas (lux) yang tidak

sesuai teori. Dalam data dan grafik terlihat bahwa pada percobaan ke-10

pada variasi tegangan tersebut menghasilkan nilai intensitas 0. Hal ini

dimungkinkan karena ketidaktelitian praktikan dalam membaca dan

mencatat nilai yang tercantum dalam multimeter maupun skala pada

fotometer. Dalam percobaan ini ditemui beberapa kendala lain yang

berpengaruh terhadap data hasil percobaan, yaitu:

a. karena dilakukan dalam ruangan yang gelap, sangat dimungkinkan terjadi

kesalahan dalam pembacaan data yang tertera pada alat ukur, seperti

luxmeter, multimeter, dan penggaris

b. ketidaktelitian praktikan dalam membaca dan mengolah data hasil

eksperimen sehingga menimbulkan penyimpangan data.

2. Tinjauan Terhadap Proses (jalannya) Praktikum

Pada praktikum kali ini, dilaksanakan dengan skema dan tata laksana

yang cukup sederhana. Praktikum mengenai fotometri ini dilakukan dalam 2

varisi, yaitu variasi jarak LDR dari sumber cahaya dan variasi besar sumber

tegangan (V). Untuk variasi jarak, setelah alat-alat disusun sesuai dengan

skema percobaan, pertama menetukan jarak awal LDR terhadap terhadap

lampu.

Dalam pratikum kali ini jarak awalnya 30 cm. Kemudian sumber

tegangan dihidupkan dan diatur sebesar 200 V. Selanjutnya diamati skala

yang ditunjuk pada luxmeter dan juga pada multimeter. Jarak divariasikan

sebanyak 10 kali untuk memperoleh 10 buah data.

Untuk variasi besar tegangan secara garis besar langkahnya sama,

hanya saja yang divariasikan adalah besar tegangan, diukur dari tegangan

yang lebih besar menuju tengangan yang lebih kecil sehingga terlihat jels

perubahan intensitas cahaya yang dihasilkan. Tegangan divariasikan

sebanyak 10 kali untuk memperoleh 10 buah data. Untuk variasi jarak,

semakin jauh letak LDR dari sumber cahaya, besar intensitas cahayanya

semakin berkurang. Namun nilai hambatannya semakin bertambah besar.

Sedangkan untuk variasi besar tegangan, semakin besar sumber tengangan,

maka nilai intensitas cahaya yang dihasilkan juga semakin besar. Namun,

nilai hambatannya semakin kecil.

3. Tinjauan Terhadap Metode yang Digunakan

Praktikum kali ini digunakan metode grafik dan titik sentroid serta

dengan melakukan pengamatan atau pengukuran langsung terhadap

percobaan yang dilakukan.

a. Pengamatan/pengukuran langsung terhadap percobaan

Dengan menggunakan metode ini, praktikan dituntut untuk lebih

teliti dalam proses pembacaan atau pengambilan data. Selain itu

bersabar merupakan salah satu sikap yang harus ditunjukkan dalam

praktikum ini. Dengan menggunakn metode dan sikap yang ilmiah maka

praktikan akan lebih mudah meng-interpretas-kan hasil percobaan.

b. Metode grafik

Dengan menggunakan metode grafik akan lebih mudah dalam

memahami data-data yang rumit. Metode grafik dalam mempermudah

pemahaman dan pembacaan data, sehingga praktikan akan mampu

meng-interpretasi-kan data dengn baik. Selain itu dengan menggunakan

metode grafik maka praktikan akan mampu memberikan gambaran yang

jelas terkait dengan data yang diperoleh.

c. Metode titik sentroid

Metode titik sentroid hampir sama dengan metode grafik, hanya

saja dalam metode ini tercantum besar ralat pada grafik yang disebut

bendera. Dengan menggunakan metode sentroid, praktikan akan lebih

mudah memperoleh nilai bilangan yang dicari, yang dalam praktikum ini

yaitu mencari nilai m (b) dan nilai konstanta a. Sehingga metode ini

berbeda sekali dengan metodde regresi linear yang memerlukan

ketelitian sangat tinggi karena menggunakan rumus yang cukup rumit.

Meskipun demikian, dalam penggunaan metode tidak serta merta

praktikan meninggalkan sikap teliti. Pada proses penentuan nilai ralat dari

∆y pada grafik, diperlukan ketelitian juga agar diperoleh hasil yang sesuai

teori dan referensi.

4. Tinjauan Terhadap Data Percobaan

Dengan menggunakan metode grafik dan titik sentroid, dari data

percobaan diperoleh hasil bahwa nilai ℓn I dan ℓn R dalam kondisi normal

adalah berbanding terbalik. Semakin besar nilai ℓn I maka nilai ℓn R akan

semakin kecil. Selain itu dari data juga dapat diketahui bahwa hubungan

antara V dan R serta hubungan antara I dan P. Dengan berorientasi pada

data, semakin besar nilai voltase maka maka nilai hambatan (R) semakin

kecil. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil nilai voltase maka nilai dari

hambatan (R) akan semakin besar. Hubungan antara intensitas (lux) dan

hambatan (R) juga sama sepert hubungan antara voltase dan hambatan

(R).

Dari data percobaan menganai variasi jarak dapat dilihat bahwa

terjadi perubahan nilai intensitas dan hambatan yang konsisten. Begitu

pula dengan percobaan mengenai variasi tegangan dimana peruban nilai

intensitas dan hambatan juga terjadi secara konsisten. Hal ini

mengindikasikan bahwa praktikum yang dilakukan telah berhasil dan

berjalan sesuai dengan teori.

Meskipun demikian demikian dari data dapat dilihat bahwa

terdapat kesalahan dalam pengamatan dan pengambilan data. Kesalahan

pengambilan data ini terlihat pada percobaan mengenai variasi jarak

dimana pada data ke-9 dan ke-10 mempunyai nilai intensitas yang sama

yaitu 30 lux. Hal ini terlihat pula pada percobaan mengenai variasi

tegangan data ke-10. Dalam data tersebut dapat dilihat bahwa nilai

intensitas cahayanya adalah 0. Hal ini tentu saja bukan hasil yang baik

dalam sebuah pengamatan. Kesalahan ini dimungkinkan dari

ketidaktelitian praktikan dalam melakukan praktikum atau kesalahan

dalan membaca skala yang tertera dalam peralatan praktikum. Selain itu

unsur kesubjektifan turut menjadi faktor keakuratan data yang diperoleh.

5. Tinjauan Terhadap Grafik

Pada percobaan kali ini juga menggunakan metode penggambaran

data menggunakan grafik garis. Grafik yang digunakan dalam praktikum

kali ini yaitu model grafik biasa yang dalam percobaan diperoleh grafik

model melengkung dan model grafik dengan titik sentroid. Dengan

menggunakan model grafik yang biasa terjadi sedikit kesalahan karena

terdapat titik titik yang berada diluar garis pada pada grafik. Hal ini

dimungkinkan karena ketidaktelitian praktikan dalam melaksanakan

percobaan. Meskipun demikian, percobaan mengenai fotometri ini

menunjukkan sesuai dengan teori.

Dari grafik didapatkan nilai C, C₁, C₂ yang menunjukkan ketelitian

dari hasil pengamatan. Nilai tersebut diperoleh dari metode titik sentroid

dimana garis yang dihasilkan memotong sumbu y. Nilai dari C, C₁, C₂

tersebut yaitu:

C = 5,02

C₁ = 5,13

C₂ = 4,92

6. Tinjauan Terhadap Hasil Perhitungan dan Perhitungan

Dengan menggunakan metode titik sentroid, praktikan dengan

lebih mudah memperoleh hasil perhitungan daripada menggunakan

metode yang lain. Dari data dan metode titik sentroid diperoleh:

a. Nilai b

m= y₂− y₁x₂−x₁

= 3 ,5−4 ,5

8 ,66−7 ,9 =

−10 ,76

= -1,31

m=-1,31 karena m = b sehingga b = -1,31

Nilai ∆b

m ₁ = y₂− y₁x₂−x₁

= 3 ,65−4 ,88 ,6−7 ,6

= −1 ,151,05

= -1,09

m ₂ = y₂− y₁x₂−x₁

= 3 ,65−4 ,98 ,5−7 ,65

= −1 ,250 ,85

= -1,47

∆m = ¿m−m ₁∨+¿m−m₂∨¿2¿

= 0,19

∆m = 0,19 karena ∆m = ∆b sehingga ∆b = 0,19

Jadi, dari perhitungan diperoleh nilai b ± ∆b = -1,31 ± 0,19

b. Nilai konstanta a

C = 5,02

C₁ = 5,13

C₂ = 4,92

a = eᶜ

= 2,71828 pangkat 5,02

= 151,41

∆a = eᶜ x ∆c

∆c = ¿c−c₁∨+¿c−c₂∨¿2

¿

= 0,105

∆a = eᶜ x ∆c = 151,41 x 0,105

= 15,89

Jadi, dari perhitungan yang dilakukan diperoleh nilai a ± ∆a = 151,4 ± 15,89

7. Tinjauan Terhadap Referensi

Dari referensi dan merujuk pada hasil perhitungan data, diketahui

bahwa nilai b = -1. Tetapi dari referensi yang lain praktikan belum

mengetahui secara pasti besar nilai dari a. Pada percobaan yang

dilakukan praktikan menggunakan variabel kontrol dan variabel

manipulasi untuk memperoleh nilai a tersebut.

Pada percobaan yang dilakukan praktikan dengan menggunakan

variasi jarak LDR dari sumber cahaya, diperoleh nilai b = -1,31 dan nilai

dari ∆b = 0,19. Selain itu praktikan memperoleh praktikan memperoleh

nilai a= 151,4 dan nilai ∆a =15,89. Dengan memasukkan nilai dari a dan b

kedalam rumus awal yaitu I =a x R2 maka diperoleh I= 151,41 R−1,3 Jika

merujuk pada referensi maka nilai b yang diperoleh praktikan hampir

sesuai dengan referensi yang ada.Sehingga menunjukkan bahwa hasil

perhitungan yang dilakukan oleh praktikan berhasil.

Namun demikian terdapat sedikit terdapat sedikit perbedaan

antara perhitungan praktikan dengan referensi. Penyimpangan tersebut

dimungkinkan karena ketidaktelitian praktikan ketika melakukan

pengamatan terhadap skala pada alat percobaan. Selain itu juga karena

dilakukan dalam ruangan yang gelap, sangat dimungkinkan terjadi

kesalahan dalam pembacaan data yang tertera pada alat ukur, seperti

luxmeter, multimeter, dan penggaris. Tetapi secara keseluruhan

percobaan yang dilakukan oleh praktikan bisa dikatakan berhasil.

Berdasarkan data yang diperoleh praktikan, menunjukan bahwa

hubungan antara daya (P) dengan hambatan (R) adalah berbanding

terbalik. Semakin besar nilai hambatan maka nilai dayanya akan semakin

kecil. Begitu pula sebaliknya. Semakin kecil nilai hambatan maka nilai

dayanya akan semakin besar. Sedangkan nilai voltase atau tegangan (V)

selalu berbanding lurus dengan daya (P). Semakin besar nilai tegangan

maka nilai dayanya akan semakin besar. Tetapi, semakin kecil nilai

tegangan maka nilai dayanya akan semakin kecil pula. Hal ini sesuai

dengan referensi dan teori yang diperoleh praktikan.

P=V x I = V2

R

Keterangan:

P = Daya I= Kuat arus

V = Tegangan R = Hambatan

VI KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang praktikan lakukan tentang “Fotometri” dapat

diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:

a. Jarak berbanding terbalik dengan intensitas cahaya. Semakin jauh jarak

dari sumber cahaya, intensitasnya semakin kecil dan juga sebaliknya

b. Tegangan berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Semakin besar

tegangannya maka intensitas yang dihasilkan semakin besar dan

sebaliknya

c. Tegangan berbanding terbalik dengan hambatan.

d. Hambatan berbanding terbalik dengan daya. Semakin besar hambatan

maka daya yang dihasilkan akan semakin semakin kecil dan sebaliknya.

e. Intensitas cahaya berbanding lurus dengan daya

f. Nilai b pada grafik ℓn I vs ℓn R diperoleh nilai sebesar -1,31 dengan nilai

ralat sebesar 0,2. Sehingga nilai b ± ∆b = -1,31 ± 0,19

g. Nilai a pada grafik ℓn I vs ℓn R diperoleh nilai sebesar 151,4 dengan nilai

ralat sebesar 15,89. Sehingga nilai a ± ∆a = 151,4 ± 15,89

VII DAFTAR PUSTAKA

Halliday dan Resnich, 1996. Fisika Dasar Jilid II. Erlangga

http://ww.niam.blogspot.com/2010/05/fotometri.html

http://www.scribd.com/doc/70754515/Resume-Fotometri-Radio-Me-Tri

http://sidikpurnomo.net/fotometri-bag1.html

http://blogfisikaku.wordpress.com/2011/06/15/praktikum-fotometer-

mengukur-intensitas-cahaya-bohlam/

http://fisikakuenjoy.blogspot.com/

http://www.scrib.com/doc/52172826/dasar.teori.fotometer

http://id.wikipedia.org/wiki/Fotometer

VIII PENGESAHAN

Demikian laporan praktikum Fisika Dasar ini saya buat guna memenuhi tugas

Praktikum Fisika Dasar

Yogyakarta, 06

Desember 2012

Asisten Praktikan

Bagas Nanang

Suwandana

NIM:

12/331632/PA/14792

b.Grafik

1. Percobaan Variasi Jarak

2.Percobaan Variasi Tegangan