LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PENGUKURAN
LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PENGUKURAN
HUKUM KIRCHOFF HUKUM KIRCHOFF
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Pengukuran Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Pengukuran
Semester Genap Tahun Akademik 2017/2018 Semester Genap Tahun Akademik 2017/2018
Dosen Pembina: Dosen Pembina:
Muhammad Fahmi Hakim, ST.,MT. Muhammad Fahmi Hakim, ST.,MT.
Oleh : Oleh : Aisyah La
Aisyah Laras Naras Nandini ndini 17311201311731120131 DIII
DIII TEKNIK TEKNIK LISTRIK LISTRIK 1E1E
POLITEKNIK NEGERI MALANG POLITEKNIK NEGERI MALANG
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
MALANG MALANG
2018 2018
HUKUM KIRCHOFF HUKUM KIRCHOFF
A.
A. Tujuan PercobaanTujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, anda diharapkan dapat : Setelah melakukan percobaan ini, anda diharapkan dapat : 1.
1. Membuktikan kebenaran dari Hukum Kirchoff tentang Membuktikan kebenaran dari Hukum Kirchoff tentang arus (KCL)arus (KCL) pada rangkaian listrik,
pada rangkaian listrik, 2.
2. Membuktikan kebenaran dari Hukum Kirchoff tentang teganganMembuktikan kebenaran dari Hukum Kirchoff tentang tegangan (KVL) pada rangkaian listrik,
(KVL) pada rangkaian listrik, 3.
3. Menyelesaikan suatu persoalan pada suatu rangkaian listrik denganMenyelesaikan suatu persoalan pada suatu rangkaian listrik dengan menggunakan Hukum Kirchoff.
menggunakan Hukum Kirchoff. B.
B. Dasar TeoriDasar Teori 1.
1. Hukum Kirchoff ada dua, yaitu Hukum Kirchoff Hukum Kirchoff ada dua, yaitu Hukum Kirchoff I diesbut juga KCLI diesbut juga KCL yang membahas tentang arus listrik dan Hukum Kirchoff II disebut yang membahas tentang arus listrik dan Hukum Kirchoff II disebut juga KVL yang m
juga KVL yang membahas tentang tegangan listrik pada suatuembahas tentang tegangan listrik pada suatu
rangkaian. Hukum Kirchoff I, menyatakan bahwa jumlah aljabar dari rangkaian. Hukum Kirchoff I, menyatakan bahwa jumlah aljabar dari arus yang menuju ke satu titik cabang adalah nol (i=0). Dalam
arus yang menuju ke satu titik cabang adalah nol (i=0). Dalam perjanjian arus yang arahnya masuk ke suatu titik diberi tand
perjanjian arus yang arahnya masuk ke suatu titik diberi tanda positif,a positif, sedangkan yang keluar, diberi tanda negatif.
sedangkan yang keluar, diberi tanda negatif.
Hukum Kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar dari tegangan Hukum Kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar dari tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah nol (V=0). Dalam megg
pada suatu rangkaian tertutup adalah nol (V=0). Dalam meggunakanunakan Hukum Kirchoff II ini kita memberikan tanda polaritas positif pada Hukum Kirchoff II ini kita memberikan tanda polaritas positif pada tahanan di arah datangnya arus.
ini dalam ini dalam
pemakainnya digunakan pad
pemakainnya digunakan pada analisis rangkaian listrik, analisisa analisis rangkaian listrik, analisis rangkaian elektronika, perencanaan instalasi listrik dan sebagainya. rangkaian elektronika, perencanaan instalasi listrik dan sebagainya. C.
C. Alat dan Bahan yang DigunakanAlat dan Bahan yang Digunakan 1.
1. Sumber Sumber tegangan tegangan DC DC : : Power Power SupplySupply 2.
2. Tahanan (Ω)Tahanan (Ω) : 82Ω, 100Ω, 150: 82Ω, 100Ω, 150ΩΩ 3.
3. Multimeter Multimeter elavi elavi : : 1 1 buahbuah 4.
4. Proto Proto Board Board : : 1 1 buahbuah 5.
5. Kabel Kabel penghubung penghubung : : SecukupnyaSecukupnya 6.
6. Jepit Jepit Buaya Buaya : : 2 2 buahbuah D.
D. Langkah Langkah PercobaaPercobaann 1.
1. Memeriksa alat Memeriksa alat yang digunakan terlebih dahulu. Meyakinkan dalamyang digunakan terlebih dahulu. Meyakinkan dalam keadaan baik.
keadaan baik. 2.
2. Melengkapi gambar berikut ini dan memeriksakan ke instrukturMelengkapi gambar berikut ini dan memeriksakan ke instruktur masing-masing.
masing-masing.
3.
3. Menghidupkan sumber tegangan, kemudian mengatur besarMenghidupkan sumber tegangan, kemudian mengatur besar tegangannya sesuai dengan permitaan data pada Tabel 3.1 tegangannya sesuai dengan permitaan data pada Tabel 3.1 4.
4. Mencatat semua penunjukkan peukur (alat ukur) pada Tabel 3.1.Mencatat semua penunjukkan peukur (alat ukur) pada Tabel 3.1. 5.
5. Setelah selesai, melanjutkan percobaan berikutnya dengan melengkapiSetelah selesai, melanjutkan percobaan berikutnya dengan melengkapi gambaran rangkaian terlebih dulu.
6.
6. Menghidupkan sumber tegangan, mengatur tegangannya sesuai dataMenghidupkan sumber tegangan, mengatur tegangannya sesuai data yang diminta pada Tabel 3.2
yang diminta pada Tabel 3.2 7.
7. Mencatat hasil pengukuran pada Tabel 3.2Mencatat hasil pengukuran pada Tabel 3.2 8.
8. Melanjutkan percobaan untuk gambar 3.5 menggunakan dua sumberMelanjutkan percobaan untuk gambar 3.5 menggunakan dua sumber tegangan, melengkapi gambarnya.
tegangan, melengkapi gambarnya.
9.
9. Menghidupkan sumber tegangan V1 dan V2, mengatur tegangannyaMenghidupkan sumber tegangan V1 dan V2, mengatur tegangannya sesuai tabel 3.3.
sesuai tabel 3.3. 10.
10. Mengukur drop tegangan pada masing-masing tahanan. MemasukkanMengukur drop tegangan pada masing-masing tahanan. Memasukkan hasil pengukuran dalam tabel 3.3
hasil pengukuran dalam tabel 3.3 11.
11. Mengubah polaritas V2 (berlawanan) untuk tabel Mengubah polaritas V2 (berlawanan) untuk tabel 3.4 dan melanjutkan3.4 dan melanjutkan sesuai data.
sesuai data. 12.
12. Setelah percobaan selesai, mengembalikkan alat-alat, kemudiaSetelah percobaan selesai, mengembalikkan alat-alat, kemudia membuat laporan hasil percobaan.
membuat laporan hasil percobaan. E.
E. Data PercobaanData Percobaan Tabel 3.1
Tabel 3.1 (Percobaan Hukum Kirchoff 1) (Percobaan Hukum Kirchoff 1) Tegangan Tegangan (V) (V) Arus I (A) Arus I (A) Keterangan Keterangan R1 R1 (82 (82Ω)Ω) R2 R2 (100 (100Ω)Ω) R3 R3 (150 (150Ω)Ω) 9 9 15 15 21 21
Tegangan Tegangan (V) (V) R1R1 KeteranganKeterangan (82 (82Ω)Ω) R2 R2 (100 (100Ω)Ω) R3 R3 (150 (150Ω)Ω) 9 9 2.2 2.2 2.62.6 4.14.1 15 15 3.5 3.5 4.454.45 6.756.75 21 5.25 21 5.25 6.256.25 9.59.5 F.
F. Tugas dan Tugas dan PertanyaaPertanyaann 1.
1. Mengapa ketika sumber V2 dibalik Mengapa ketika sumber V2 dibalik polaritasnya menyebabkanpolaritasnya menyebabkan berubahnya penunjuk
berubahnya penunjukkan tegangan pada setiap tahanan?kan tegangan pada setiap tahanan? 2.
2. Hitung besarnya arus yang mengalir pada gambar percobaan 3.5 (adaHitung besarnya arus yang mengalir pada gambar percobaan 3.5 (ada dua jawaban)
dua jawaban) Jawaban :
Jawaban : 1.
1. Timbulnya gejala hukum Kirchoff pada suatu rangkaia yaitu, jika dalamTimbulnya gejala hukum Kirchoff pada suatu rangkaia yaitu, jika dalam arah arus yang melewati sumber tegangan, dari terminal (-) ke terminal arah arus yang melewati sumber tegangan, dari terminal (-) ke terminal positif (+) menimbulkan potensial. Oleh karena itu, tegangan tersebut positif (+) menimbulkan potensial. Oleh karena itu, tegangan tersebut
didahului dengan tanda negatif (-) dan sebaliknya dan sebaliknya apabila didahului dengan tanda negatif (-) dan sebaliknya dan sebaliknya apabila melalui sebuah tahanan (R) diamana arah loop tersebut searah dengan melalui sebuah tahanan (R) diamana arah loop tersebut searah dengan arusnya maka penurunan tegangan akan didahului dengan tanda negatif (-) arusnya maka penurunan tegangan akan didahului dengan tanda negatif (-) dan sebaliknya. Jadi, ketika sumber V2 dibalik polaritasnya menyebabkan dan sebaliknya. Jadi, ketika sumber V2 dibalik polaritasnya menyebabkan berubahanya penunjukk
berubahanya penunjukkan tegangan pada setiap tahanan adalah arus yangan tegangan pada setiap tahanan adalah arus yang melewati sumber tegangan berubah dari positif (+) ke negatif (-) menjadi melewati sumber tegangan berubah dari positif (+) ke negatif (-) menjadi negatif(-) ke positif (+) hal
negatif(-) ke positif (+) hal tersebut akan menimbulkan tegangan yagtersebut akan menimbulkan tegangan yag didahului dengan tanda negatif (-),
didahului dengan tanda negatif (-), sehingga penunjukkan tegangan padasehingga penunjukkan tegangan pada setiap tahanan akan berubah.
setiap tahanan akan berubah. 2.
2. – – Sumber V2 tidak dibalik polaritasnya (dari terminal (+) ke terminal (-)) Sumber V2 tidak dibalik polaritasnya (dari terminal (+) ke terminal (-)) -V1+V2+ -V1+V2+ I(R1+R2+R3) I(R1+R2+R3) = = 00 -6 -6 + + 4 4 + + I(156+1200+2700) I(156+1200+2700) = = 00 -2 -2 + + 4056 4056 I I = = 00 4056 4056 I I = = 22 I I == = 0,000493 = 0,000493
- Sumber V2 dibalik polaritasnya (dari terminal (-) ke terminal (+)) - Sumber V2 dibalik polaritasnya (dari terminal (-) ke terminal (+)) - V1 - V1 – – V2 V2 + + I(R1+R2+R3) I(R1+R2+R3) =0=0 -12 -12 – – 4 + 4 + I (156+1200+2700) I (156+1200+2700) =0=0 -16 -16 + + 4056 4056 I I =0=0 4056 4056 I I =16=16
I I == = = 0,00390,00394 4 G. G. AnalisisAnalisis Tabel 3.1
Tabel 3.1 (Perhitungan) (Perhitungan)
0.008 = 0.007 0.008 = 0.007 Tegangan Tegangan (V) (V) Arus I (A) Arus I (A) Keterangan Keterangan R1 R1 (82 (82Ω)Ω) R2 R2 (100 (100Ω)Ω) R3 R3 (150 (150Ω)Ω) 9 9 15 15 21 21 12 = 2.2 12 = 2.2 Tegangan Tegangan (V) (V) Tegangan V (V) Tegangan V (V) Keterangan Keterangan R1 R1 (82 (82Ω)Ω) R2 R2 (100 (100Ω)Ω) R3 R3 (150 (150Ω)Ω) 9 9 2.2 2.2 2.62.6 4.14.1 15 15 3.5 3.5 4.454.45 6.756.75 21 21 5.255.25 6.256.25 9.59.5 H. H. KesimpulanKesimpulan 1.
1. Hukum Kirchoff arus (KCL) hanya berlaku pada suatu rangkaianHukum Kirchoff arus (KCL) hanya berlaku pada suatu rangkaian paralel.Kirchoff current law berbunyi : “jumlah aljabar semua arus paralel.Kirchoff current law berbunyi : “jumlah aljabar semua arus
yang melalui suatu titik atau penhubung dalam suatu rangkaian adalah yang melalui suatu titik atau penhubung dalam suatu rangkaian adalah sama dengan nol”
sama dengan nol” Ʃ
Ʃi = 0 atau i masuk = i keluari = 0 atau i masuk = i keluar Ʃ
Ʃi = pada suatu pi = pada suatu penghubung (junction)enghubung (junction) I1+i2=i3+i4
I1+i2=i3+i4
Jadi, jumlah arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan Jadi, jumlah arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.
jumlah arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pembuktian :
Pembuktian :
Data Perhitungan : Data Perhitungan :
i masuk = i masuk = = = , , = 0,022 = 0,022 i keluar = 0,0192 + i keluar = 0,0192 + 0,0025+ 0,0011 = 0,02280,0025+ 0,0011 = 0,0228 2.
2. Hukum Kirchoff tegangan (KVL) hanya berlaku pada suatu Hukum Kirchoff tegangan (KVL) hanya berlaku pada suatu rangkaianrangkaian seri. Kirchoff voltage law berbunyi :
seri. Kirchoff voltage law berbunyi :”jumlah aljabar semua tegangan”jumlah aljabar semua tegangan pada suatu lintasan tertutup dalam suatu rangkaian adalah sama dengan pada suatu lintasan tertutup dalam suatu rangkaian adalah sama dengan jumlah tegangan jatuh pada
masing- jumlah tegangan jatuh pada masing-masing tegangan”masing tegangan” ƩV = 0 atau Vs= V1+V2+V3+….+ Vn ƩV = 0 atau Vs= V1+V2+V3+….+ Vn ƩV = Ʃ(I.R) ƩV = Ʃ(I.R) Pembuktian : Pembuktian : Data Percobaan: Data Percobaan: Vs= V1+V2+V3 Vs= V1+V2+V3 15 = 0,5+6,5+8 15 = 0,5+6,5+8 Data Perhitungan Data Perhitungan 15,0072 = 15,0072 = 0,5772+4.44+9,990,5772+4.44+9,99 3.
3. Menyelesaikan suatu persoalan pada suatu rangkaian listrik denganMenyelesaikan suatu persoalan pada suatu rangkaian listrik dengan menggunakan Hukum Kirchoff.
menggunakan Hukum Kirchoff.
tentukan: tentukan:
1. Kuat arus yang mengalir 1. Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian melalui rangkaian 2. Tegangan antara ab 2. Tegangan antara ab Jawab: Jawab:
Misal kita ambil arah loop seperti Misal kita ambil arah loop seperti gambar di samping ini
gambar di samping ini a.
a. Misalkan arah kuat arus kitaMisalkan arah kuat arus kita anggap dulu berlawanan dengan anggap dulu berlawanan dengan arah loop arah loop Σε + ΣI. R = Σε + ΣI. R = 0 0 εε33 – εε – 22 + + εε11 – – I (R I (R 11 + R + R 22 + R + R 33) = 0) = 0 4 4 – – 2 + 4 2 + 4 – – I (15 + 5 + 10) = 0 I (15 + 5 + 10) = 0 6 6 – – 30I = 0 30I = 0 30I = 6 30I = 6 I = 6/30 = 1/5 = 0,2 A I = 6/30 = 1/5 = 0,2 A b.
Jika melalui jalur adcb (panjang) Jika melalui jalur adcb (panjang) V
Vabab = ε= ε33 – – εε22 – – I (R I (R 33 + R + R 22) (I - karena berlawanan dengan arah I total)) (I - karena berlawanan dengan arah I total)
V Vabab = 4-2 = 4-2 – – 0,2 (10 + 5) 0,2 (10 + 5) V Vabab = 2 = 2 – – 0,2 (15) 0,2 (15) V Vabab = 2 = 2 – – 3 = -1 V 3 = -1 V
Jika melalui jalur ab (pendek) Jika melalui jalur ab (pendek) V
Vabab = - = -εε11 + I R + I R 11 ( I positif karena searah dengan I total) ( I positif karena searah dengan I total)
V
Vabab = = – – 4 4 + + 0,2 0,2 (15)(15)
V
Vabab = -4 + 3 = -1 V = -4 + 3 = -1 V
Jadi tegangan
