LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA FISIS DASAR 1
KOMPONEN DAN ALAT UKUR LISTRIK
NAMA
: ABDUL MUIN BANYAL
NIM
: H211 12 274
KELOMPOK : X (SEPULUH)
ASISTEN
: ABDUL ANRIFAIL
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Praktikum mengenai komponen dan alat ukur listrik ini dilakukan dalam
memenuhi kuliah Elektronika Fisis Dasar 1 yang diambil oleh praktikan dan
pembuatan laporan ini sebagai kriteria dalam praktikum. Praktikan
mengharapkan dengan membuat laporan ini dapat mendukung praktikum yang
telah dilakukan sebelumnya.
Elektronika
menjadi bagian favorit dalam fisika terutama pada bagian instrumentasi yang akhir – akhir ini menjadi mengalami perkembangan pesat. Hampir semua peralatan modern bertumpu pada prinsip elektronika dari pencukur rambut elektronik hingga pesawat ulang alik. Namun perlu diakui bahwa untuk melakukan pengembangan teknologi yang berguna bagi umat manusia tidaklah mudah melainkan harus melewati berbagai percobaan dasar yang menjadi modal awal bagi seorang pereka cipta untuk memulai percobaannya. Di bangku kuliah mulai diperdalam tentang proses kerja ,langkah pembuatan rangkaian , hingga pada proses pembuatan instrumentasi yang banyak digunakan di berbagai bidang seperti kedokteran dan industri. Oleh karena itu sangatlah penting bagi mahasiswa jurusan fisika agar mampu mengetahui dan memahami teknologi elektronika, sehingga penguasaan elektronika dasar tentang berbagai komponen dan alat ukur listrik amat diperlukan sebagai dasar untuk pembelajaran lebih lanjut.I.2 Ruang Lingkup percobaan
Ruang lingkup di dalam percobaan ini adalah menyangkut komponn dan alat
ukur listrik. sehingga dalam percobaan ini kita akan mengetahui berbagai macam dan
fungsi komponen elektronika serta alat ukur listrik yang akan digunakan untuk
menghitung resistansi, tegangan input dan output maupun arusnya.
I.3 Tujuan Percobaan
1. Mampu
menggunakan alat-alat ukur listrik seperti amperemeter, voltmeter, dan multimeter untuk mengukur besaran besaran elektronik yang diperlukan.2. Mampu menggunakan osiloskop untuk berbagai tujuan.
3. Mampu menggunakan berbagai komponen listrik.
4. Memahami dan mengerti cara pembebanan catu daya.
5. Mengukur waktu RC pada pengisian dan pengosongan kapasitor.
I.4 Waktu dan Tempat Percobaan
Percobaan dengan judul komponen dan alat ukur listrik dilaksanakan pada
tanggal 1 November 2013 bertempat di Laboratorium Elektronika dan
Istrumentasi jurusan fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan alam
Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pengukuran besaran elektronika dan pengenalan komponen elektronika merupakan hal yang sangat penting dalam pekerjaan elektronika.Pengukuran arus , tegangan listri, bentuk isarat, hambatan dan pengenalan berbagai komponen elektronika seperti resistor, kapasitor, transistor, dan lain- lain adalah merupakan topik yang akan di bahas pada praktikum ini. Salah satu syarat dasar semua alat ukur adalah bahwa alat yang dipakai tidak menghambat sistem atau variabel yang sedang di amati tapai hal ini mustahil. Tapi ada beberapa alat ukur yang terbukti lebih baik pada suatu pekerjaan tertentu.
Transistor
Transistor adalah semi konduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal
atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana
berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan
pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Transistor dibandingkan dengan pita ukur sentimeter
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang
dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal
lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik
modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat
sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar
berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa
sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.
Cara Kerja Transistor:
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar
transistor, BJT atau transistor bipolar dan FET, yang masing-masing bekerja secara
berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya
menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa
arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan
pembatas dinamakan depletion zone dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan
kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muata (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut (Arifin , 2010)
Komponen Elektronika
Ada dua macam komponen elektronika yaitu komponen aktif dan komponen fasif. Contokomponen fasif adalah resistor, kapasitor, induktor, dan transformator. Sedangakan IC dan transistor adalah komponen aktif . suatu resistor akan tetap memiliki hambatan meskipun tidak dialiri listrik . Komponen seperti ini disebut sebagai komponen pasif.
Hampir semua rangkaian elektronika menggunakan komponen resistor atau tahanan listrik. Dalam prakteknya kadang disebut Werstand. Resistor disimbolkan dengan R.Fungsi utama dari resistor :
1. menghambat arus listrik
2. mengatur besarnya arus yang mengalir pada rangkaian 3. membagi arus dalam satu rangkaian
Dalam bidang elektronika kita mengenal beberapa jenis resistor yaituresistor tetap, resistor variable, resistor peka cahaya, resistor peka tahanan,resistor peka tempratur. Resistansi suatu resistor dinyatakan dalam Ohm. Resistor yang digunakan pada rangkaian elektronika sederhan biasanya adalah resistor tetap. Yaitu resistor yang nilai tahanannya telah dibuat tetap oleh pabrik pembuatnya dan tidak dapat diubah- ubah.Nilai hambatan suatu resistor tetap tercantum dari pita warna yang ada pada badannya.
Cincin 1 menunjukkan angka pertama resistansi resistor. Cincin 2 menujukkan angka 2 resistansi resistor.
Cincin 3 menunjukkan faktor perkalian dari 2 angka sebelumnya. Cincin 4 menunjukkan nilai toleransi dari resistansi resistor itu.
warna pita ini telah ditentukan sebelumnya dari tabel nilai warna pita resistor. misalkan sebuah badan resistor menunjukkan nilai warna merah – biru- hitam- emas maka kita bisa mengetahui nilai resistansi resistor itu sebesar 26 × 10 0 ± 5% Ω.
Resistor dibuat dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan bertahan terhadap daya lesap yang diterimanyan jika dialiri arus listrik yang disebut dengan kemampuan daya. Suatu resistor yang dialiri arus I maka akan menerima daya lesap p=I2R. Daya ini akan menaikkan suhu resistor , dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan permanen yang menjadikannya rusak.
Kapasitor disimbolkan Cmerupakan suatu komponen pasf yang dibuat untuk mendapatkan suatu kapasitansi tertentu . Kapasitor dibagi ke dalam dua kelompok yaitu kapasitor elektrolisis dan kapasitor non elektrolisis. kapasitor di buat dari dua buah plat konduktor yang dipisahkan oleh suatu lapisan osilator. untuk kapasitor plat paralel maka kapasitansi dinyatakan C= keA/d , k adalah tetapan dielektrik, e adalah permitivitas vakum, A luas pelat, d jarak antar plat. Berikut ini kapasitor dengan resonansinya
plastik 1 MHz
mika 1 MHz
keramik (cakram, tabung) 10 MHz keramik (monolitik) 100 MHz elektrolitik (Al lembaran) 100 MHz
Tantalum 50 MHz
Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut kapasitansi yang satuannya adalah Farad.Ukuran kapasitor poly ester ditunjukkan lewat sistem kode warna dengan 5 jalur yang dibaca sama seperti resistor. dan biasanya dicantumkan juga nilai tegangan kerja untuk kapasitor ini. Kenaikan tegangan dinyatakan dengan C=Q/V sedangkan energi yang tersimpan pada kapasitor memenuhi E=1/2 CV2 . Energi ini bisa bertahan beberapa lama dalam kapasitor bahkan setelah power supply di matikan. Karena sifatnya ini kapasitor bisa di
isi kan energi listrik dan sangat berperan dalam penyimpan listrik cadangan yang bisa diisi ulang. Fungsi utama dari kapasitor adalah :
1. memisahkan antara arus searah dengan arus bolak-balik 2. sebagai filter dalam rangkaian catu daya
3. sebagai penghubung
4. sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian pemancar 5. menghalangi loncatan bunga api pada saklar
6. menghemat daya listrik pada lampu TL
selain kapasitor tetap ada juga kapasitor variabel yang nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan dalam suatu rangkaian. Kapasitor ini meliputi :
a. VARCO
kapasitor jenis ini memiliki bentuk fisik yang besar dan dipergunakan sebagai penala atau pemilih gelombang pada pesawat penerima radio generasi lama yang masih menggunakan tabung. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya , karena bentuk fisiknya yang besar memakan banyak tempat maka kapasitor ini sudah jarang digunakan. sebagai gantinya telah dibuat kapasitor variabel yang lebih kecil disebut Trimmer.
b. kapasitor trimmer
fungsi dari kapasitor trimmer sama dengan kapasitor Varrco hanya saja bentuknya lebih kecil.Trimmer terbuat dari bahan plastik Seluruh bagian dari rotor dan stator kapasitor ini terbuat dari plastik. tujuannya untuk mencegah kerusakan pada rotor saat bergeser dan mencegah penempelan debu. Kapasitor trimmer memiliki tangkai preset yaitu tungkai yang dapat mengatur besar kecilnya nilai kapasitansinya. Pengaturannya dapat dilakukan dengan cara menggunakan obeng minus atau trimmer. Aplikasi lain dari kapasitor ini adalah digunakan dalam membuat bantalan key board. (Fajar, 2008)
Transformator adalah alat listrik yang mengubah tegangan listrik yang lebih rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi atau sebaliknya. Tegangan yang dapat diubah oleh trafo hanya tegangan yang berubah-ubah terhadap waktu seperti tegangan pada arus bolak balik. Secara umum trafo memiliki 2 kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. 1. kumparan primer berada dibagian input , tempat tegangan listrik masuk ke dalam trafo. 2. kumparan sekumder berada dibagian output, tempat keluarnya tegangan listrik hasil pengubahan.
Jika arus masuk melalui kumparan primer maka akan timbul medan magnet . Medan magnet ini diarahkan ke kumparan sekunder. Agar pengarahan tersebut dapat bersifat efektif maka didalam rongga trafo umumnya diisiteras besi.atau bahan lain yang dapat bersifat magnetik. Dengan demikian seolah medan magnet dari kumparan primer masuk ke kumparan sekunder. Berdasar kan cara kerjanya dalam menaikkan atau menurunkan tegangan maka trafo itu ada 2 macam yaitu :
1. Jika Ns>Npmaka tegangan keluaran lebih besar dari pada tegangan masukan . Dengan kata lain trafo ini menaikkan tegangan.disebut juga trafo step-up
2. Jika Ns<Npmaka tegangan keluaran lebih kecil dari pada tegangan masukan sehingga trafo ini menurunkan tegangan , disebut trafo step – down..
Pada transformator arus dimasukkan melalui kumparan primer. Hasilnya pada kumparan sekunder diperoleh arus.Adanya arus listrik menandakan adanaya energi. jadi energi yang masukke kumparan primer bisa di deteksi melalui kumparan sekunder.. dengan demikian trafo itu berperan dalam memindahkan energi dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Dari sifat pemindahan energi ini kita dapat menentukan hubungan antara arus pada kumparan primerdan pada kumparan sekunder.
Hubungan ini dapat di tentukan sebagai berikut:
Daya pada kumparan primer adalah: Pp=IpEp dengan Pp+ daya yang masuk pada kumparan primer
Ip =arus yang ada pada kumparan primer.
sementara itu daya pada kumparan sekunder adalah: Ps =IsEs
dengan Ps adalah daya yang masuk pada kumparan sekunder dan Is adalah arus pada kumparan sekunder.
Tidak semua daya pada kumparan primer dipindahkan ke kumparan sekunder. Hanya trafo ideal yang dapat memindahkan semua daya dari kumparan primer ke sekunder.
Ada sebuah persamaan yang menyatakan kerja trafo pada kumparan sekunder dan primernya:Is=η(Np/Ns)
dengan Is kuat arus pada kumparan sekunder Np =jumlah lilitan pada kumparan primer Ns=jumlah lilitan pada kumparan sekunder η = efisiensi tranformator
Dari hubungan ini kita juga bisa mendapatkan hubungan antara tegangan, jumlah lilitan, dan kuat arus pada bagian sekunder dan primer suatu trnsformator. (Abdullah, 2007)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
III.1. Alat dan Bahan
III.1.1. Alat
1. Multimeter
Digunakan untuk mengukur hambatan, tegangan, dan kuat arus dalam
rangkaian.
2. Osiloskop
Untuk menampilkan visualisasi dari gelombang listrik pada rangkaian.
3. signal generator
4. kabel jumper
5. catu daya
Sumber input arus dan tegangan listrik.
6. papan rangkaian/PCB
Digunakan untuk merakit komponen elektronika (tempat menancapkan
kaki komponen).
III.1.2. Bahan
1. Kapasitor 2 buah
Digunakan untuk menyimpan arus sementara.
2. resistor
Berfungsi sebagai penghambat arus listrik dengan nilai hambatan tertentu.
III.2. Prosedur Kerja
A. Penentuan Resistansi
1. Menghitung resistansi lima buah resistor secara manual dengan membaca
kode warna pada cincinnya.
2. Menghitung
resistansi
resistor
menggunakan
multimeter
(pada
pengukuran hambatan) dan membandingkan hasilnya dengan prosedur
pertama.
B. Perhitungan Arus dan Tegangan Listrik
1. Merakit resistor, catu daya (menggunakan input 12 V), dan multimeter
(pada posisi amperemeter) secara seri, kemudian membaca nilai pada
multimeter sebagai kuat arus.
2. Merakit resistor, catu daya (menggunakan input 12 V), dan multimeter
(pada posisi voltmeter) secara paralel, kemudian membaca nilai pada
multimeter sebagai tegangan.
3. Mengulangi prosedur B1 dan B2 untuk keempat transistor lainnya.
C. Pengisian Kapasitor
1. Membuat rangkaian pengisian pada PCB
2. Mencatat tegangan listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power
supply dan ketika terputus dari power supply
3. Mencatat kuat arus listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power
supply.
D. Pengosongan Kapasitor
1. Membuat rangkaian pengosongan pada PCB
2. Mencatat tegangan listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power
supply dan ketika terputus dari power supply
3. Mencatat kuat arus listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power
supply.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasil
IV.1.1 Tabel Data
1. Resistor
No
A
B
C
D
Resistansi(Ω)
Pengukuran(Ω)
1.
O
HT
HT
E
30 ± 5%
30
2.
M
HT
M
E
2000 ± 5%
2000
3.
C
HJ
C
E
150 ± 5%
150
keterangan: A,B,C,D, menyatakan kode warna
2. Arus dan Tegangan
Kode warna
R(Ω)
ε (V)
I(A)
Volt(v)
P (Watt)
1
30
12
24
16
384
3
150
12
24
13
312
3. Pengisian MuatanKapasitor
Pengisian Kode
warna
Resistansi(Ω) V inp
V out
A inp
A out
4. Pengosongan Kapasitor
Pengisian Kode
warna
Resistansi(Ω) V inp
V out
A inp
A out
A
3
150
7
0
-
-
IV.1.2 Gambar Rangkaian
IV.1.3 Pengolahan Data
Perhitungan daya pada pengukuran tegangan.
P = V.I
1. P
1= V
1.I
1= 16 × 24 = 384 Watt
IV.2Pembahasan
A. Resistor
Dari data yang diperoleh dari pengukukuran dengan multimeter
menunjukkan resistansi dari resistor berada diantara batas toleransi yang ada
pada nilai perhitungan kapasitansi dari pita resistor. Dengan kata lain
pengukuran dengan multimeter menunjukkan suatu nilai pasti. Resistor
dengan toleransi 1% tentunya memiliki nilai hambatan yang lebih presisi
dibandingkan resistor yang memiliki toleransi 5% atau 10%.
B. Pengukuran Arus dan Tegangan
Pada pengukuran arus dan tegangan terlihat hubungan antara
resistansi, kuat arus dan tegangan. Pada pemilihan tegangan ε = 12 V tercatat
tegangan output berada pada kisaran 12 – 13 Volt. Makin besar hambatan
resistor yang digunakan, makin besar pula kuat arusnya,
C. Pengisian Kapasitor
Pengisian dan pengosongan kapasitor diamati nilai tegangan pada
keadaan terhubung dan terpisahnya rangkaian kapasitor dari power supply.
Pada saat proses pengisian, arus listrik memasuki kapasitor, dari sini terlihat
bahwa setelah terpisah dari power supply kapasitor masih memiliki tegangan
listrik, ini menunjukkan bahwa kapasitor yang terisi muatan maka muatannya
akan menurun secara perlahan
D. Pengosongan Kapasitor
Pada saat proses pengosongan pada saat terhubung dengan power
supply maka kapasitor menunjukkan suatu nilai tegangan setelah dipisah
tegangannya habis. pada pengamatan ini arus listriknya terlalu tinggi
sehingga tidak terukur karena terlalu besar.
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Berdasarkan percobaan tentang komponen dan alat ukur listrik dapat
ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Nilai hambatan resistor dapat dilihat dari warna pita/cincinnya, namun nilai
ini tidak presisi karena berada di sekitar toleransi tertentu. Penghitungan nilai
resistor yang presisi menggunakan multimeter yang juga dapat mengukur
arus dan tegangan.
2. Power supply menjaga kestabilan tegangan pada suatu nilai meskipun arus
dan resistansi berubah-ubah. Kapasitor digunakan dengan mengisi atau
mengosongkan muatan dalan kapasitor, Resistor bisa digunakan manual
untuk menghambat arus listrik.
3. Pada penghitungan arus dan tegangan yang melewati resistor berlaku
hubungan
I V R
