TM1: LAPORAN PRAKTIKUM ALAT ALAT UKUR GALVANOMETER

       I.            Judul   : Galvanometer

    II.            Tujuan : Setelah melakukan kegiatan ini mahasiswa diharapkan dapat:

1)              Mampu membuat rangkaian arus DC dalam orde mikroAmpere

2)     Mampu melakukan pengukuran arus DC dalam orde mikroAmpere dengan galvanometer.

3)             Mampu memelihara galvanometer.

4)             Dapat menentukan tahanan dalam galvanometer.

 III.            Dasar Teori

Galvanometer adalah komponen utama dalam alat ukur analog untuk mengukur arus dan tegangan. Banyak alat ukur analog masih digunakan, meskipun alat ukur digital yang beroperasi dengan prinsip yang berbeda saat ini lebih umum digunakan. Galvanometer ini terdiri dari suatu kumparan kawat yang terpasang sedemikian hingga bebas bergerak pada sebuah poros dalam medan magnet yang diberikan oleh sebuah magnet permanen. Cara kerja galvanometer didasarkan pada fakta bahwa torsinya bekerja pada sebuah loop arus dibawah pengaruh medan magnet. Torsi yang dialami oleh kumparan sebanding dengan arus di dalamnya :semakin besar arusnya, semakin besar torsinya dan semakin cepat kumparannya berputar sebelum pegasnya menjadi cukup ketat untuk menghentikan putarannya. Oleh karena itu, penyimpangan dari sebuah jarum yang dihubungkan dengan kumparannya akan sebanding dengan arusnya. Pada saat alat ukurnya terkalibrasi dengan tepat, alat ukur ini dapat digunakan bersamaan dengan elemen-elemen rangkaian lainnya untuk menghitung arus dan juga beda potensial (Serway.2010:426).

Ketika kita menarik dua partikel bermuatan dengan tanda-tanda yang berlawanan menjauh dari satu sama lain, kita mengatakan bahwa energi potensial listrik yang dihasilkan tersimpan dalam medan listrik partikel. Kita mendapatkannya kembali dari medan dengan membiarkan partikel bergerak saling mendekati lagi. Dengan cara yang sama kita mengatakan energi tersimpan dalam medan magnet (Halliday.2010:76).

Terjadinya induksi elektromagnetik, ketika kutub utara magnet digerakkan memasuki kumparan jarum galvanometer menyimpang ke salah satu arah (misalnya ke kanan). Jarum galvanometer segera kembali menunjukkan ke nol (tidak menyimpang), ketika magnet batang dikeluarkan, maka jarum galvanometer akan menyimpang dengan arah yang berlawanan (misalnya kiri). Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik timbul karena pada batang digerakkan masuk atau keluar dari kumparan. Beda potensial yang timbul ini, disebut juga gaya gerak listrik induksi (GGL induksi) (Nugroho.2014:F-97).

Pada masa ini galvanometer yang digunakan untuk arus searah pada umumnya adalah dari konstruksi kumparan putar. Prinsip kerjanya adalah serupa dengan kumparan putar untuk pengukur arus. Akan tetapi agar inersia dari bagian yang berputar menjadi kecil, maka kerangka dari kumparan putar yang dipakai sebagai alat peredam dihilangkan (Sapiie.1982:28).

Galvanometer hanya sebagai meter, sebuah kumparan berporos dari kawat halus ditempatkan dalam medan magneti sebuah magnet permanen yang diikatkan ke kumparan itu adalah sebuah pegas yang serupa pegas rambut pada neraca roda sebuah jam. Dalam posisi kesetimbangan, dengan tidak ada arus dalam kumparan, medan magnetik itu mengerahkan sebuah torka pada kumparan yang sebanding dengan arus itu. Sewaktu kumparan itu berputar pegas itu mengerahkan sebuah torka pemulihan yang sebandinf dengan pergeseran sudut (Zemansky.2002:267).

 IV.            Alat dan Bahan

1)      Galvanometer (Basicmeter) dengan batas ukur 100 mikroAmpere

2)      Tahanan                                   1 buah

3)      Tahanan                                   1 buah

4)      Kabel penghubung                  10 buah

5)      Baterai 1,5 volt                       1 buah

6)      Tempat baterai                        1 buah

7)      Bola lampu senter                   1 buah

    V.            Prosedur kerja

1)      Buatlah rangkaian seperti gambar

2)      Hitunglah besar arus yang melalui galvanometer menurut teori

3)      Selanjutnya hubungkan saklar S, kemudian amati besarnya arus yang mengalir pada galvanometer (I_G)

4)      Hitunglah harga R_G

5)      Untuk rangkaian yang sama, lakukan pengukuran berulang sebanyak 5x, catat data yag diperoleh pada kolom data

6)      Buatlah rangkaian seperti pada gambar b

7)      Hubungkan saklar s, selanjutnya amati besar arus yang mengalir pada galvanometer dan amati bola lampu nyala/tidak nyala

8)      Buatlah rangkaian seperti gambar c

9)      Carilah besar arus menurut teori yang melalui Galvanometer (I_G)

10)  Selanjutnya hubungkan saklar S dan amati besar arus yang mengalir pada galvanometer (I_G)

11)  Untuk rangkaian yang sama, lakukan pengukuran berulang sebanyak 5 kali. Catat data yang diperoleh pada kolom data.

12)  Buatlah rangkaian seperti gambar d

13)  Hubungkan saklar S dan amati besar arus yang mengalir pada galvanometer serta amati bola lampu nyala/ tidak nyala.

VI.              Hasil

Untuk R=10.000 W

No	IT	IG	RG =	Keterangan
1	3x 10-4	12,5 x 10-6	1,5 x 104	Pakai LED
2	1,5x10-4	0,2 x 10-6	749 x 104	Tanpa LED

Untuk R = 20.000W

No	IT	IG	RG =	Keterangan
1	6,8x 10-6	60 x 10-6	3 x 104	Pakai LED
2	1,3x10-4	60 x 10-6	2,8 x 104	Tanpa LED

VII.     Pembahasan

Galvanometer merupakan alat ukur listrik dengan satuan mikro, sehingga hanya dapat menghitung arus denga periode mikroampere. Pada praktikum kali ini alat dan bahan yang digunakan adalah galvanometer, LED, kabel penghubung, baterai dan 2 buah resistor yang berbeda hambatan.

Resistor ini memiliki 4 garis dengan warna yang berbeda. Garis-garis ini dapat digunakan untuk mengetahui besar hambatannya. Resistor pertama berwarna merah, merah jingga emas dan resistor kedua berwarna coklat, hitam, jingga, emas. Cara menentukan besarnya hambatan adalah dengan mengganti warna tersebut dengan angka yaitu warna,warna, 10 pangkat warna ± warna. Pada resistor pertama dapat ditentukan sebagai berikut.

Merah, merah, jingga emas

2               2          10³ ±5%

Maka resistor 1 bernilai 22x10³ ±5% atau sama dengan 22.000±5%. 5% adalah toleransi kesalahan. Resistor kedua bernilai

            Coklat hitam jingga emas

     1          0          10³ ±5%

Resistor ini nantinya digunkan pada rangkaian saat mengukur kuat arus dengan menggunakan galvanometer. Kami melakukan 2 kali percobaan terhadap masing-masing resistor yaitu dengan memakai LED dan tidak. Alat-alat dirangkai seri sesuai dengan petunjuk.

            Pada percobaan pertama dengan resistor 22.000±5% kami melakukan 2 percobaan yaitu menggunakan LED dan tidak. Setelah dirangkai seperti gambar, rangkaian diukur menggunakan galvanometer lalu dilihat skala yang terbaca yaitu 6 karena dalam mikro menjadi 6x10^-6. Setelah itu dapat dicari besarnya I_G dengan menggunakan rumus

I_G =  x batas ukur

Skala maksimumnya adalah 50x10^-6 dan batas ukurnya adalah 500 x10^-6 sehingga didapat I_G sebesar 60x10^-6. Untuk resistor 22.000±5%. besar I_G nya sama antara memakai dan tidak pakai LED, sedangkan I_T berbeda yaitu 6,8x10^-6 dan 1,3x10^-4 R_G nya pun berbeda yaitu 3x10^-9  dan 2,8 x 10^-8.

            Untuk resistor dengan besar hambatan 10.000 W. Pada rangkaian yang memakai LED didapat hasil I_{T =}3x10⁴ I_G = 120x10^-6  dan R_G = 1,5x10^-4 yang tidak memakai LED I_T =1,5x10^-6 dan 749x10^-4 untuk R_G.

Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa arus DC dapat diukur dalam periode mikroampere menggunakan galvanometer. Resistor menghasilkan R_G yang berbeda untuk tiap percobaan.

 IX.            Kesimpulan

            Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:

1)      Galvanometer dapat digunakan untuk mengukur arus pada rangkaian dalam orde mikroamper.

2)      Pengukuran arus DC menggunakan galvanometer dengan cara dirangkai secara seri, tetapi hanya bisa mengukur arus yang relatif kecil.

3)      Pada saat menggunakan galvanometer digunakan pada batas ukur terendah, lalu menengah, setelah itu tertinggi agar tidak rusak.

4)      Tahanan listrik pada galvano digunakan untuk menghambat arus sehingga arus yang diukur tidak terlalu besar. 

Daftar Pustaka

Halliday.2010. Fisika Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Nugroho, Bagus Wahyu dkk.2014. Kajian Teknis Gekala Magnetisasi Pada Linear Generator Untuk Alternatif Pembangkit Listrik. Jurnal Teknik 3 (1) F-95-F-98.

Sapiie, Dr Soedjana.1982. Pengukuran Dan Alat-Alat Ukur Listrik. Jakarta: Pradnya Paramita.

Serway.2010. Fisika Untuk Sains Dan Teknik. Jakarta: Salemba Teknika.

Zemansky.2002. Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga.

Tugas

1)      Kenapa bola lampu senter tidak hidup sedangkan jarum galvanometer bergerak?

Jawab : Karena arus yang mengalir pada rangkaian terlalu kecil sehingga lampu tidak bisa menyala.

2)      Dapatkah galvanometer mengukur tegangan?

Jawab : galvanometer dapat digunakan untuk mengukur tegangan yang relatif kecil.

3)      Jika galvanometer mengukur arus 100 mikroAmpere dan hambatan dalamnya R_G = 1000W.  Tentukan kemampuan maksimum galvanometer ini untuk mengukur tegangan.

Dik : I = 100 mA = 10^-4 A

         R_{G =} 1500W

Dit : V =....?

Jawab : V=I.R

                = 10^-4 A x 1500W

                = 0,15 v

4)      Buatlah kesimpulan anda tentang pengukuran galvanometer ini.

Galvanometer dapat digunkan untuk mengukur arus dan tegangan dalam orde mikroAmpere.