Tugas 1 Pengukuran Listrik

BAB 1 Pengukuran dan Kesalahan

1. Pengukuran merupakan suatu cara dalam mendapatkan nilai dari suatu variabel/kuantitas. Pada saat melakukan pengukuran kita harus memerhatikan standar nilai yang kita ukur. 2. Sebelum melakukan pengukuran hendaknya kita mengerti beberapa istilah seperti berikut ini:a. Instrumen : Alat untuk menentukan nilai dari suatu variabel

b. Ketelitian (accuracy) : harga terdekat dimana saat pembacaan instrumen mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur. Alat ukur yang baik tentunya memiliki ketelitian yang tinggi.

c. Ketepatan (precision) : suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran serupa. Biasanya untuk mendapatkan ketepatan ini diperlukan pengukuran berkali-kali. Suatu indikasi bagi ketepatan pengukuran diperoleh dari banyaknya angka-angka yang berarti.d. Sensitivitas : perbandingan antara sinyal keluaran atau respon instrumen terhadapa perubahan masukan atau variabel yang diukur.

e. Resolusi: sebuah alat ukur dikatakan mempunyai resolusi yang tinggi/baik jika alat tersebut mampu mengukur perubahan nilai besaran fisis untuk skala perubahan yang semakin kecil.

f. Kesalahan : penyimpangan variabel yang diukur. Kesalahan ini terbagi atas tiga jenis, yaitu kesalahan umum yang disebabkan oleh kesalahan manusia, misalnya dalam melakukan pembacaan instrumen dan penaksiran yang kurang cermat atau kalibrasi yang tidak tepat; kesalahan sistematis oleh disebabkan instrumen yang sudah rusak/aus atau pengaruh lingkungan seperti suhu; dan kesalahan acak/tidak disengaja yang penyebabnya belum pasti diketahui secara langsung.3. Suatu cara yang lazim untuk mencatat suatu hasil pengukuran dengan menggunakan semua angka yang kita yakini paling mendekati ke harga sebenarnya. Salah satu cara untuk menyatakan hasil pengukuran yaitu menggunakan rangkuman kesalahan-kesalahan yang mungkin. Misal kita ragu untuk menyatakan nilai antara 219,8 volt atau 220,0 volt,maka dari itu kita tuliskan angka-angka tersebut menjadi 219,9 0,1 volt.

4. Analisis StatistikAnalisis statistik terhadap data pengukuran adalah pekerjaan yang biasa sebab hal ini memungkinkan penentuan ketidakpastian hasil pengujian akhir secara analitis.

a. Nilai rata-rata Nilai yang paling mungkin dari suatu variabel yang diukur adalah nilai rata-rata dari semua pembaca yang dilakukan.pendekatan paling baik akan diperoleh jika jumlah pembacaan untuk suatu besaran sangat banyak.

b. Penyimpangan terhadap nilai rata-rata

Penyimpangan (deviasi) adalah selisih antara suatu pembacaan terhadap nilai rata-rata dalam sekelompok pembacaan. Jika penyimpangan pembacaan pertama x1 adalah d1 , penyimpangan kedua x2 adalah d2, dan seterusnya, maka penyimpangan-penyimpangan terhadap nilai rata-rata adalah :

c. Peyimpangan rata-rata (average deviation)

Deviasi rata-rata adalah suatu indikasi ketepatan instrumen-instrumen yang digunakan untuk pengukuran. Deviasi rata-rata adalah penjumlahan nilai-nilai mutlak dari penyimpangan-penyimpangan dibagi dengan jumlah pembacaan. Deviasi rata-rata dapat dinyatakan sebagai berikut :

d. Deviasi standarDeviasi standar merupakan cara yang sangat baik untuk menganalisis kesalahan-kesalahan acak secara statistik. Deviasi standar dari jumlah data terbatas didefinisikan sebagai akar dari penjumlahan semua penyimpangan (deviasi) setelah dikuadratkan dibagi dengan banyaknya pembacaan. Di dalam praktek, jumlah pengamatan yang mungkin adalah terbatas. Deviasi standar untuk jumlah terbatas adalah

BAB II Sistem-sistem Satuan dalam Pengukuran1. Untuk menyatakan dan melakukan kalkulasi besaran-besaran fisis, besaran-besaran tersebut harus diartikan menurut jenis dan besarannya (magnitude).2. Dalam ilmu pengetahuan dan teknik digunakan dua jenis satuan, yaitu satuan dasar dan satuan turunan.

3. Pada awalnya sistem satuan dasar merupakansistem MKS, yaitupanjang(meter),massa(kilogram), danwaktu(detik/sekon)4. Dalam sistem SI terdapat 7 satuan dasar/pokok SI dan 2 satuan tanpadimensi. Selain itu, dalam sistem SI terdapat standarawalan-awalan(prefix) yang dapat digunakan untuk penggandaan atau menurunkan satuan-satuan yang lain.5. Sebuah satuan turunan dikenali dari dimensi-dimensinya, yang dapat diartikan sebagai rumusan aljabar yang lengkap bagi satuan yang diturunkan tersebut.6. 7 satuan dasar/pokok SI adalah sebagai berikut:

NoBesaran pokokNama unitLambang unitSimbol besaran

1PanjangMeterml

2MassaKilogramkgm

3WaktuSekonst

4SuhuKelvinKT

5Arus listrikAmpereAi

6Intensitas cahayaKandelacdj

7Jumlah molekulMolMoln

Dua satuan SI tanpa dimensi adalahRadian(rad) danSteradian(sr).7. Satuan Listrik dan MagnetSatuan listrik dan magnet praktis yang telah kita ketahui mula-mula diturunkan dalam system-sistem satuan CGS yang didasarkan pada hukum Coulumb yang diturunkan secara eksperimental untuk gaya antara dua muatan listrik.

di mana :F = gaya antara muatan-muatan dinyatakan dalam satuan gaya CGSe (gram cm/sekon2 = dyne)

k = sebuah konstanta kesebandingan

Q1,2 = muatan-muatan listrik dinyatakan dalam satuan muatan listrik CGSe (cm3/2g1/2s-1)r = jarak antara muatan-muatan dinyatakan dalam satuan dasar CGSe (cm)

8. Satuan muatan listrik yang diturunkan dalam sistem CGSe memungkinkan penentuan satuan listrik lainnya berdasarkan persamaan-persamaan yang telah diartikan. Satuan muatan listrik CGSe dinamakan StatCoulomb, Satuan arus listrik dalam sistem CGSe dinamakan statamper.9. Dasar sistem satuan elektromaknetik (CGSm) adalah hukum Coulomb yang ditentukan secara eksperimental untuk gaya antara dua kutub maknit, yang menyatakan bahwa

m = cm3/2g1/2s-110. Dengan diperbaikinya teknik-teknik pengukuran, diperoleh adanya perbedaan kecil antara satuan-satuan praktis CGSm yang diturunkan dengan satuan-satuan internasional, yang kemudian diperinci sebagai berikut : 1 ohm internasional

= 1,00049 ohm (satuan praktis CGSm)1 amper internasional

= 0,99985 A1 volt internasional

= 1,00034 V1 coulomb internasional

= 0,99984 C1 farad internasional

= 0,99951 F1 henry internasional

= 1,00049 H1 Watt internasional

= 1,00019 W1 Joule internasional

= 1,00019 J

Satuan listrik dan maknit menurut SI yang utama dan hubungan definisinya diberikan dalam tabel di bawah ini. Faktor-faktor perkalian untuk pengubahan ke satuan SI diberikan dalam kolom CGSm dan CGSe.

Konversi satuan Inggris ke SI

BAB 3 Standar Pengukuran

1. Dalam, pengukuran terdapat beberapa jenis standar pengukurab yang dikelompokkan menurut fungsi dan pemakaiannya, yaitua. Standar Internasional (SI)

Standar ini didefinisikan oleh perjanjian internasional. Secara berkala, SI ini dinilai dan diperiksa melalui pengukuran-pengukuran absolut yang dinyatakan dalam satuan-satuan dasar dan standar-standar tersebut dirawat oleh IBMW (International Bureau of Weights and Measures) dan tidak tersedia bagi pemakai alat-ukur biasa untuk maksud pembanding dan kalibrasi.b. Standar Primer

Standar ini dipelihara oleh laboratorium-laboratorium standar nasional di berbagai Negara di dunia. Standar primer tidak tersedia untuk digunakan di luar laboratorium nasional dan fungsinya yaitu memeriksa dan mengalibrasi standar-standar sekunder.

c. Standar Sekunder

Standar ini merupakan referensi dasar bagi standar-standar yang digunakan di laboratorium pengukuran industri. Tanggung jawab pemeliharaan dan kalibrasi dilakukan oleh industri itu sendiri.

d. Standar Kerja

Merupakan alat utama bagi sebuah laboratorium pengukuran. Standar ni digunakan untuk memeriksa dan mengalibrasi instrumen-instrumen laboratorium yang umum mengenai ketelitian atau melakukan perbandingan dalam pemakaiannya di industri.

2. Standar untuk Massa, Panjang, dan IsiSatuan massa dalam metrik mula-mula didefinisikan sebagai massa 1 dm3 air pada temperatur dan kerapatan masimumnya. Pon (lb) yang ditetapkan oleh Akta Berat dan Ukuran pada tahun 1963 didefinisikan sama dengan 0,45359237 kg.Satuan panjang dalam metrik yaitu meter (m), sebelumnya didefinisikan sebagai sepersepuluh juta bagian kuadran meridian melalui Paris. Dalam tahun 1960, meter didefinisikan lebih teliti dan dinyatakan dalam standar optic yang disebut radiasi jingga merah dari sebuah atom krypton. Meter, sebagai satuan SI untuk panjang saat ini diartikan sama dengan 1650763,73 panjang gelombang radiasi jingga merah dri atom Krypton-86 dalam ruang hampa. Yard diartikan sama dengan 0,9144 meter dan semua Negara yang menggunakan satuan ini mengakui definisi baru tersebut.Satuan isi (volum) adalah besaran yang diturunkan dan tidak dinyatakan oleh sebuah SI. Namun NBS (The National Boreau of Standards) telah membuat standar untuk isi yang dikalibrasi dalam dimensi absolut panjang dan massa.

3. Standar Waktu dan Frekuensi

Penyelidikan mengenai satuan waktu yang umum yang sesungguhnya telah menuntun para ahli astronomi untuk mendefinisikan suatu satuan waktu yang disebut ET (ephemeris time). ET didasarkan pada pengamatan astronomi dari gerakan bulan mengelilingi bumi. Sejak 1956, sekon sesaat telah diartikan oleh IBMW sebagai 1/31.556.925.9747 tahun tropis pada Januari tanggal nol tahun 1900 pada ET 12 jam, dan diakui sebagai satuan dasar waktu yang tidak berubah-ubah. Untuk pengukuran fisis, satuan selang waktu sekarang ini didefinisikan berdasarkan standar atom namun sekon universal dan sekon sesaat akan tetap digunakan pada pelayaran, survei geodesi dan mekanika mengenai langit.Untuk frekuensi, Panitia Internasional mengenai Berat dan Ukuran (ICMW) telah mendefinisikan sekon berdasarkan frekuensi peralihan cesium, dengan menetapkan nilai sebesar 9192631770 Hz untuk peralihan atom cesium yang palng baik tanpa diganggu oleh medan-medan luar.4. Standar Listrik

a. Amper absolut

SI mendefinisikan amper (satuan dasar untuk arus listrik) sebagai arus konstan yang jika dipertahankan di dalam dua konduktor lurus yang sejajar yang panjangnya tak terhingga dan penampangnya diabaikan, dan kedua konduktor tersebut ditempatkan pada jarak 1 m di dalam ruang hampa akan menghasilkan gaya antar kedua konduktor tersebut sebesar 2 x 10-7 Newton per satuan panjang.

b. Standar Tahanan

Nilai ohm absolut dalam system SI didefinisikan dalam satuan-satuan dasar panjang, massa, dan waktu. Tahanan standar adalah sebuah kumparan kawat terbuat dari paduan mirip manganin yang memiliki tahanan jenis listrik yang tinggi dan koefisien tahanan temperature yang rendah (hubungan antara tahanan dan temperature hamper konstan).

c. Standar Tegangan

Standar Primer untuk tegangan yang telah dipilih oleh NBS untuk pemeliharaan volt adalah sel Weston yang normal atau saturasi (jenuh). Tegangan sel saturasi Weston pada suhu 20oC adalah 1,01858 Volt (absolut) dan pada temperatur lain ggl-nya diberikan rumus:et = e20oC 0.000046 (t 20) 0.0000095 (t 20)2 + 0.00000001 (t-20)3 d. Standar KapasitansiSatuan kapasitansi (farad) dapat diukur dengan menggunakan rangkaian Maxwell yang dijalankan oleh arus searah (DC) dimana kapasitansi tersebut ditentukan dari lengan-lengan jembatan yang resistif.

e. Standar InduktansiSuatu perlengkapan khas dari standar induktansi yang tetap mempunyai nilai dari 100H sampai 10 H dengan ketelitian garansi 0,1% pada suatu frekuensi operasi yang telah ditetapkan.5. Standar MagnetPengukuran Balistik Pengukuran fluks magnetic umumnya membutuhkan pemakaian sebuah galvanometer balistik. Dapat ditunjukkan bahwa muatan total di dalam rangkaian yang disebabkan oleh perubahan arus dari +I menjadi I adalah

Dimana :M= induktansi bersama dalam henry

R= tahanan total dalam rangkaian sekunder6. Standar Temperatur dan Intensitas Penerangan

Temperature termodinamika adalah salah satu besaran dasar SI dan satuannya adalah Kelvin dimana semua temperatur akan mengacu pada skala ini. Besar derajat Kelvin telah ditentukan dengan mendefinisikan temperatur termodinamika dari titik triple air pada temperature sebesar 273,16oK.

Standar Primer untuk intensitas penerangan adalah sebuah radiator sempurna (radiator benda hitam Planck) pada temperature pembekuan platina (kira-kira 2042oK). Lalu lilin (candela) didefinisikan sebagai 1/60 intensitas penerangan setiap cm2 radiator sempurna.Tugas 1 Pengukuran Listrik

Universitas Jember|Teknik Elektro

Resume Bab 1-3

M. Alfian irsyadul Ibad 131910201085

2104