PERCOBAAN VI
PENGUKURAN TAHANAN SECARA TIDAK LANGSUNG
A. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melaksanakan percobaan, praktikan diharapkan dapat :
1. Menghitung pengaruh tahanan-dalam alat ukur pada hasil pengukuran.
2. Menghitung kesalahan pengukuran pada kedua macam rangkaian pengukuran tahanan secara tidak langsung.
B. TEORI DASAR
Pengukuran tahanan secara tidak langsung adalah pengukuran tahanan tanpa menggunakan ohmmeter. Dari hukum Ohm telah diketahui :
R = V
I ...
( 1 )
tahanan-rendah lebih cocok karena akan memberikan persen kesalahan yang dapat diabaikan. Bagaimana jika tahanan yang akan diukur diperkirakan 1 M ? Jelas rangkaian dengan metode tahanan-tinggi lebih cocok karena akan memberikan persen kesalahan yang dapat diabaikan.
(a) (b)
Gambar 1. Pengukuran tahanan secara tidak langsung. (a) Metode tahanan-tinggi. (b) Metode tahanan-rendah.
Terminologi yang dapat dianut dalam percobaan ini adalah :
Rx = nilai tahanan yang akan diukur (nilai tahanan sebenarnya) = Vx
Ix
Rm = nilai tahanan hasil pengukuran = Vm
Im
Vx dan Ix = tegangan dan arus pada tahanan yang diukur
Vm dan Im = hasil penunjukan berturut-turut pada voltmeter dan amperemeter.
1. RANGKAIAN DENGAN METODE TAHANAN-TINGGI Dari Gambar 1(a) dapat ditulis :
Ix = Im ... ( 2 ) dan :
Vm = Im Ra + Im Rx ... ( 3 ) Maka :
Tahanan
A
V
TahananA
Rm = Vm
Im = Ra + Rx ... ...
( 4 )
Persamaan (4) menunjukkan bahwa ternyata nilai hasil pengukuran (Rm) lebih besar dari nilai sebenarnya (Rx). Jadi tahanan sebenarnya yang sedang diukur adalah :
Rx = Rm – Ra ... ( 5 ) Kesalahan (E) yang ditimbulkan oleh metode tahanan-tinggi ini adalah :
E = kesalahan sebesar E. Jika diinginkan E E maka persyaratannya adalah bahwa tahanan-dalam voltmeter yang dipakai haruslah memenuhi syarat berikut :
Rv Rx ( Rx
Ra - 1) ...
( 7 )
atau bila diinginkan hasil pengukuran mempunyai kesalahan E maka haruslah dipenuhi :
2. RANGKAIAN DENGAN METODE TAHANAN-RENDAH Dari Gambar 1(b) dapat ditulis :
maka dapat diperoleh :
Dengan mensubstitusikan persamaan (10) ke dalam (11), diperolehlah :
Rm =
Ternyata dari persamaan (12) terindikasi bahwa nilai hasil pengukuran (Rm) lebih kecil dari nilai sebenarnya (Rx). Jadi tahanan sebenarnya yang sedang diukur adalah :
Rx =
Rv Rm
Rv−Rm ...
( 13 )
Kesalahan (E) yang ditimbulkan oleh metode tahanan-rendah ini adalah :
E = kesalahan sebesar E. Jika diinginkan E E maka persyaratannya adalah bahwa tahanan-dalam amperemeter yang dipakai haruslah memenuhi syarat berikut :
Ra
R2x
Rv+Rx ...
( 15 )
Ra Rx E ... ( 16 )
C. DIAGRAM RANGKAIAN
(a) (b)
Gambar 2. Diagram rangkaian percobaan pengukuran tahanan secara tidaklangsung. (a) Metode tahanan-tinggi. (b) metode tahanan-rendah.
D. ALAT DAN BAHAN
1. Sumber tegangan dc variabel
3. Voltmeter 4. Amperemeter 5. Multimeter 6. Papan percobaan
7. Kabel-kabel penghubung
E. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Meneliti semua alat sebelum digunakan. 2. Membuat rangkaian seperti pada Gambar 2(a).
3. Mengukur tahanan-dalam voltmeter dan amperemeter yang digunakan serta pilih resistor yang diperkirakan nilai tahanannya tinggi (atau melihat angka yang tertera atau lewat pengukuran langsung).
4. Menghidupkan sumber tegangan dan dalam keadaan tegangan keluarannya minimum,
5. Menaikkan tegangan sumber secara bertahap dan pada setiap tahap, mencatat penunjukan voltmeter dan amperemeter. Memasukkan data yang diperoleh ke dalam Tabel 1.
6. Jika percobaan (1) telah selesai buka rangkaian dan buat rangkaian 2(b). 7. Melakukan langkah seperti pada nomor (3) sampai dengan (5) diatas untuk
resistor yang di perkirakan nilai tahanannya rendah.
F. HASIL PERCOBAAN
Tabel 1 Hasil percobaan pengukuran tahanan secara tidak langsung dengan metode tahanan- tinggi.
No. 1 2 3 4 5
Ra [] 1 1 1 1 1
RV [] 72.000 72.000 72.000 72.000 72.000
Yang tertera [] Rx 56 56 56 56 56
Yang terukur langsung
[] Rx 46 46 46 46 46
V [V] 5 7 9 10 12
I [A] 0,06 0,09 0,13 0,15 0,18
Rm = VI [] 83,33 77,77 69,23 66,44 66,64
Rx = V
Tabel 2 Hasil percobaan pengukuran tahanan secara tidak langsung dengan metode tahanan-rendah.
No.
1 2 3 4 5
Ra [] 1 1 1 1 1
RV [] 72.000 72.000 72.000 72.000 72.000
Yang tertera [] Rx 20 20 20 20 20
Yang terukur langsung
[] Rx 15 15 15 15 15
V [V] 5 7 9 10 12
I [A] 0,25 0,36 0,46 0,51 0,61
Rm = V
I [] 20 19,44 19,56 19,6 19,67
G. ANALISIS DATA
1. Metode Tahanan Tinggi a. Data Pertama
Berdasarkan data pada tabel 1, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-tinggi, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm=V
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-tinggi ini adalah:
b. Data Kedua
Berdasarkan data pada tabel 1, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-tinggi, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm=V
¿Rm−Rx∨
c. Data Ketiga
Berdasarkan data pada tabel 1, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-tinggi, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm=
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-tinggi ini adalah:
d. Data Ke-empat
Berdasarkan data pada tabel 1, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-tinggi, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
¿ 10 0.15
Rm=66,44Ω
Rx= V
I −Ra
¿66,44−1
Rx=65,44Ω
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-tinggi ini adalah:
¿Rm−Rx∨
¿
Rx×100 E=¿
¿66,44−65,44∨ ¿
65,44 x100 ¿ ¿
E=1,53
e. Data Kelima
Berdasarkan data pada tabel 1, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-tinggi, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm=V I
¿ 12 0.18
Rm=66,44Ω
Rx= V
I −Ra
¿66,44−1 Rx=65,44Ω
¿Rm−Rx∨
2. Metode Tahanan-Rendah a. Data Pertama
Berdasarkan data pada tabel 2, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-rendah, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm=
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-rendah ini adalah:
b. Data Kedua
Berdasarkan data pada tabel 2, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-rendah, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm= V
I
Rm=19,44Ω
Rx= V . Rv I Rv−V
¿ 7(72000) 0,36(72000)−7
Rx=19,44Ω
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-rendah ini adalah:
E=R Rx V+Rx
×100
¿ 19,44
72000+19,44x100 E=0,0299
c. Data Ketiga
Berdasarkan data pada tabel 2, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-rendah, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm= V
I
¿ 9 0,46 Rm=19,56Ω
Rx= V . Rv
I Rv−V
¿ 9(72000) 0,46(72000)−9 Rx=19,57Ω
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-rendah ini adalah:
E= Rx
¿ 19,57
72000+19,57 x100
E=0,02717
d. DataKeempat
Berdasarkan data pada tabel 2, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-rendah, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
Rm=
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-rendah ini adalah:
e. Data Kelima
Berdasarkan data pada tabel 2, hasil percobaan dengan menggunakan metode tahanan-rendah, dapat dihitung sejumlah hal dibawah ini :
¿ 12(72000) 0,61(72000)−12
Rx=19,67Ω
Adapun kelasahan (E) pengukuran pada metode tahanan-rendah ini adalah
E= Rx
RV+Rx×100
¿ 19,67
H. TABEL HASIL ANALISIS DATA
Tabel 3. Hasil analisis pengukuran tahanan secara tidak langsung dengan metode tahanan-tinggi.
No Ra [] RV
[]
Ya
Ya
V [V] I
[A]
Rm =
V I []
Rx =
V I - Ra []
E =
Y
Y
V [ V
] I [ A
]
R
m =
V I [
]
R
x =
V I -R
a
[
] E
¿ Rx
RV+Rx×10
0 ( %
)
I. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan dan hasil analisis data maka dapat kami simpulkan bahwa:
a. Dalam perhitungan metode metode tahanan-tinggi berpengaruh tahanan dalam amperemeter dan berpengaruh tahanan dalam voltmeter pada perhitungan metode tahanan rendah..
b. Kesalahan pengukuran pada metode tahanan-tinggi > 1%. Sedangkan kesalahan pengukuran pada metode tahanan-rendah < 1%.
Sebelum melakukan praktikum, sebaiknya praktikan meneliti alat-alat yang akan digunakan. Praktikan harus fokus dan teliti saat pembacaan alat ukur.
DAFTAR PUSTAKA
PNUP. 2016. Job sheet Praktikum Pengukuran Listrik(Pegukuran Tahanan Secara Tidak Langsung). Makassar : (tidak diterbitkan)
