(TM2 PENGLAB) LAPORAN ALAT UKUR OSILOSKOP

LAPORAN PRAKTIKUM ALAT-ALAT UKUR

“OSILOSKOP”

DISUSUN OLEH:

DODI SETIAWAN PUTRA

ANGGOTA KELOMPOK:

1. RIZCYANI PUTRI

2. UTARI PERISMA DEWI

PROGAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2017

I. JUDUL        : OSILOSKOP

II. TUJUAN   : Setelah menyelesaikan kegiatan ini, diharapkan mahasiswa dapat:

a.    Menentukan fungsi Dari tombol-tombol pengatur pada osiloskop.

b.    Mampu mengkalibrasi osiloskop.

c.    Untuk menentukan tegangan searah (tegangan DC).

d.   Untuk menentukan frekuensi AC.

III. LANDASAN TEORI

Osiloskop dapat terjadi hanya jika terdapat gaya pemulih yang cenderung mengembalikan sistem pada kesetimbangannya.

Pada rangkaian LC ideal tanpa resistansi, tidak ada transfer energi selain yang terjadi diantara medan listrik resistansi, tidak ada transfer energi selain yang terjadi diantara medan listrik kapasitor dan medan magnet induktor. Karena konservasi energi, osilasi dapat terus berlanjut tanpa berhenti. Osilasi tidak harus dimulai dengan seluruh energi dalam medan listrik, situasi awal bisa dari tahap osilasi yang mana saja.

Model untuk gerak periodik. (a) jika benda berada pada sisi kiri dan posisi kesetimbangan, pegas tidak ditekan maupun direngankan dan tidak memberikan gaya horizontal. Jika benda berada pada sisi kanan dari posisi kesetimbangannya, pegas yang meregang memberikan suatu gaya kearah kiri. (b) diagram-diagram benda bebas untuk ketiga posisi ini. Jika gaya pegas F sebanding dengan perpindahan dari kesetimbangan, maka gerak tersenut merupakan gerak harmonik sederhana (Sears dan Zemansky, 2002: 389-390).

Osiloskop sinar katoda (Cathode ray oscilloscope, selanjutnya disebut CRO) adalah instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat dan terandalkan yang digunakan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian-rangkaian elektronik. Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik atau gambar (plotter) x-y yang sanagt cepat yang memperagakan sebuah sinyal masukan terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Pena (“stylus”) plotter ini adalah sebuah bintik cahaya yang bergerak melalui permukaan layar dalam memberi tanggapan terhadap tegangan-tegangan masukan.

CRO digunakan untuk menyelidiki bentuk gelombang, peristiwa transien dan besaran lainnya yang berubah terhadap waktu dari frekeunsi yang sangat rendah ke frekeunsi yang sangat tinggi. Tabung sinar katoda atau CRT merupakan jantung osiloskop, dengan yang lainnya dari CRO terdiri dari rangkaian guna mengoperasikan CRT (Copper, 1994: 189-191).

Didalam sebuah rangkaian LC yang sebenarnya, osilasi tidak akan terus menerus terjadi karena selalu ada resistansi yang akan menghabiskan energi dari medan listrik dan medan magnet serta mendisipasikannya menjadi energi pas (rangkaian menjadi hangat). Osilasi itu, begitu dimulai, akan menghilang. Kurva pada osiloskop diatas memperlihatkan bagaimana osilasi dalam sebuah rangkaian RLC sebenarnya akan menghilang karena energi terdisipasi dalam resistor energi panas (Halliday, 2005: 297).

Osiloskop adalah alat yang digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran arus maupun tegangan yang berubah-ubah terhadap waktu, yang diketahui melalui tampilan pada layar osiloskop. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katoda dan cathode ray (CRT) bagian-bagian pokok CRT seperti tampak pada gambar.

Keterangan:

1.    Pemaras                                          6. Pelat untuk simpangan horisontal

2.    Katoda                                           7. Anoda untuk simpangan vertikal

3.    Tombol pengatur                            8. Lapisan logam

4.    Anoda pemusat                              9. Berkasa sinar elektron

5.    Anoda pemercepat                         10. Layar (Irfani, 2002: 1-2).

In the first part of the tube, which is the electron gun, a constant potential difference accelerates electrons emited from a hot filament. If there are not other forces on the electron, they travel along a straight line and strike the center of fluorescent screen, producing a bright spot. Horizontal deflections can be produced with horizontal electric fields between the parallel plates marked in fig. These plates have separation. I if they are at a potential differenve V1, these is a unifrom horizontal electric field between them, E1 = V1/L. This field accelerates the electrons, which the strike the screen at a horizontal distance from the center, which is proportional to V1. If V1 is gradually in creased, the spot gradually moves or sweeps across the screen: when V1 returns to its original value, the spot returns to its starting point. If this sweeps is at the eye conceals the motion, and a straight line is seen (Sternheim and Kane, 1960: 406).

IV. ALAT DAN BAHAN

1.    Osiloskop (HAMEG-HM 203-7) beserta probe

2.    Baterai

3.    Power supply

4.    Beberapa kabel penghubung

V. PROSEDUR KERJA

A.  Menentukan fungsi dari tombol-tombol pengatur osiloskop.

Dalam rangkaian mempergunakan osiloskop maka terlebih dahulu kita harus mengetahui fungsi-fungsi tombol pengatur pada osiloskop yang akan kita pakai. Susunan tombol-tombol setiap osiloskop tidak sama nama fungsinya pada umumnya adalah sama oleh sebab itu observasilah terlebih dahulu osiloskop tersebut.

B.  Kalibrasi alat.

Sebelum melakukan kegiatan pengukuran osiloskop, periksalah jaringan listrik ditempat akan melakukan kegitan. Sesuaikan tegangan jaringan dengan tegangan osiloskop, dengan cara mengatur switch tegangan input osiloskop (110 Volt atau 220 Volt). Periksalah sekring apakah baik atau sudah putus. Untuk sumber tegangan 220 volt sebaiknya gunakan sekering 0,5 A dan untuk tegangan 110 Volt gunakan 1 A.

C.  Menentukan tegangan arus searah (DCV/Tegangan DC).

Untuk mengukur tegangan searah (DCV) kembalikanlah kedudukan tombol-tombol pengatur osiloskop pada keadaan semua seperti pada kedudukan dalam tabel waktu. Saudara mengerjakan pemeriksaan tombol-tombol osiloskop.

a.                   Tombol (22) AC-DC-GD pada keadaan tertekan.

b.                   Pasang probe pada terminal (23) INPUT, kemudian hubungan badan probe PC pada kutub (-) baterai dan alihkan tombol (24) VOLT/DIV ke 0,5 VOLT kemudian sentuhkan ujung probe PC pada kutub (+) baterai tersebut. Ukurlah dengan mengamati perpindahan gambar pada layar. Untuk lebih mudah menghitungnya gambar pada layar boleh saudara geser-geser dengan mengatur kembali tombol (6) X-POS dan tombol (21) Y-POS agar gambar yang terjadi pada salib sumbu.

D.  Menentukan tegangan arus bolak-balik (ACV/Tegangan AC).

Untuk mengukur tegangan bolak balik (ACV) kembalikanlah kedudukan tombol-tombol pengatur osiloskop pada keadaan semula seperti pada kedudukan dalam tabel waktu saudara mengerjakan pemeriksaan tombol-tombol osiloskop.

1.    Alihkan tombol (12) TIME/DIV ke 5 ms dan tombol (14) EXT dalam keadaan tertekan serta tombol VOLT/DIV ke 5 Volt.

2.    Hubungkan transformator ke power supplay dengan sumber tegangan dan hidupkan switch-nya dari OFF ke ON.

3.    Pasang probe pada terminal (23) INPUT dan hubungkan probe dengan output power suplay berturut-turut dengan memindahkan variabel outputnya ke 2V, 4V, 6V, 8V, 10V dan 12V.

4.    Catatlah data:

a.     Perpindahan gambar secara vertikal

b.    Angka yang dipakai pada VOLT/DIV

5.    Kolom data pengukuran tegangan AC

6.    Tegangan puncak-puncak (Vpp) = bilangan yang menunjukkan perpindahan gambar vertikal pada layar kali dengan angka yang dipakai pada VOLT/DIV. Jadi yang terbaca pada layar osiloskop adalah Vpp.

7.    Carilah tegangan (Vpp) untuk 2V, 4V, 6V, 8V, 10V dan 12V).

8.    Carilah tegangan maksimum (Vmaks) untuk 2V, 4V, 6V, 8V, 10V dan 12V) dimana:

Vmaks = Vpp

                 2

9.    Carilah tegangan efektif (Veff) untuk (2V, 4V, 6V, 8V, 10V dan 12V) dimana:

Veff = Vmaks

                

E.   Menentukan frekuensi tegangan AC pada tegangan sekunder power suplay 6 Volt dan 12 Volt serta frekensi input power suplay.

1.    Karena percobaan sebelum ini menentukan tegangan AC maka tombol-tombol tidak perlu semuanya dikembalikan kepada keadaan semula kecuali alihkan tombol (14) TIME/DIV ke 5 ms/cm.

2.    Pasang probe pada terminal (23) INPUT dan hubungkan ujung probe pada output power supplay sedemikian rupa sehingga gambar sinusiodal pada layar.

3.    Jika perlu geser-geserlah posisi gambar yang terbentuk dengan mengatur tombol (6) X-POS dan tombol (21) Y-POS. Sehingga gambar sinusiodal mulai dari titik setimbang atau pada fase nol sehingga mudah membaca dan mengukur 1 panjang gelombang sunisoida tersebut.

4.    Lakukan pengukuran dan frekuensi tegangan power suplay untuk variabel (6 Volt dan 2 Volt) dengan menghubungkan ujung probe pada output AC power suplay.

5.    Baca panjang satu gelombang pada layar (λ) serta angka pada TIME/DIV yang dipakai saat melakukan pengukuran.

6.    Carilah data:

a.     Perpindahan gambar secara vertikal

b.    Angka yang dipakai pada VOLT/DIV

7.    Carilah frekuensi dari tegangan output power suplay dengan menggunakan persamaan.

    f =                                      f =          

8.    Kolom data pengukuran frekuensi AC.

VI HASIL DAN PEMBAHASAN

6.1 Hasil

1.    Pengukuran tegangan DC

Jumlah batrai	Panjang gambar dilayar menurut sumbu – Y	Angka volt/DIV	Tegangan batrai
1	1,4 DIV	1 volt/DIV	1,4 volt
2	3 DIV	1 volt/DIV	3 volt
3	2,2 DIV	2 volt/DIV	4,4 volt

2.                  Pengukuran tegangan DC

Output power supply	Perpindahan gambar sumbu – Y (cm) a	Angka volt/DIV	a x b = vpp
5 volt	1,4 DIV	2 volt/DIV	2,8 volt	1,4 volt	1 volt
8 volt	1,6 DIV	2 volt/DIV	3,2 volt	1,6 volt	1,1 volt
10 volt	1,8 DIV	5 volt/DIV	9 volt	4,5 volt	3,2 volt
12 volt	2,2 DIV	5 volt/DIV	11 volt	5,5 volt	3,9 volt

3.                  Pengukuran frekuensi AC

Output power supply	λ  (cm)	Angka Time/DIV 1/v (dt/cm)	V (cm/dt)	T = a x b (dt)	F = 1/T (Hz)	F = v/ λ  (Hz)
10 volt	1,6 DIV	0,5 s/m	2 m/s	0,8 s	1,25 Hz	1,25 Hz
12 volt	1,8 DIV	0,5 s/m	2 m/s	0,9 s	1,1 Hz	1,1 Hz

6.2 Pembahasan

            Pada percobaan osiloskop ini kami menggunakan alat dan bahan yaitu osiloskop, audio generator, batrai, transformator step down, power supply dan beberapa kabel penghubung. Setelah alat dan bahan terpenuhi kami langsung melakukan praktikum. Dimana sebelum melakukan praktikum, kami mengkalibrasi osiloskop terlebih dahulu. Setelah itu kami melakukan percobaan sesuai dengan prosedur.

            Percobaan yang pertaman kami melakukan pengukuran tegangan AC dengan menggunakan batrai. Untuk percobaan pertama kami menggunakan 1 batrai yang memiliki tegangan 1,5 volt. Tetapi secara praktek kami menghasilkan 1,4 volt. Untuk percobaan kedua kami menggunakan 2 batrai dalam praktek kami mendapatkan tegangan sebesar 3 volt. Dimana percobaan kedua ini berhasil karena sesuai dengan tegangan pada batrai yaitu 3 volt. Selanjutnya untuk percobaan ketiga kami menggunakan 3 batrai yang seharusnya tegangannya adalah 4,5 volt, tetapi dalam praktek kami dapatkan tegangan sebesar 4,4 volt. Jadi pada percobaan pertama ini yang berhasil hanya percobaan dengan menggunakan 2 batrai yang mana menghasilkan 3 volt. Dan untuk percobaan dengan menggunakan batrai 1 dan 3 gagal karena nilai dari tegangan batrai yang dihasilkan tidak sesuai dengan tegangan pada batrai tersebut. Hal ini disebabkan karena tidak teliti dalam melakukan percobaan dan kurang tepatnya dalam melihat panjang gambar dilayar menurut sumbu – Y.

            Pada percobaan pengukuran tegangan AC dengan mnggunakan power supply, kami melakukan 4 kali percobaan yang mana untuk output pada power supply kami menggunakan 5 volt, 8 volt, 10 volt,dan 12 volt.dimana pada percobaan ini untuk perpindahan gambar sumbu – Y kami mendapatkan nilai pada masing-masing percobaan yaitu 1,4 DIV, 1,6 DIV, 1,8 DIV, 2,2 DIV. Dari nilai tersebut dapat disimpulkan bahwa semangkin besar  nilai output pada powe supplyyang digunakan maka semangkin besar pula perpindahan gambar pada sumbu – Y.

            Pada percobaan ketiga yaitu pengukuran frekuensi AC kami menggunakan output pada power supply yaitu 10 volt dan 12 volt. Percobaan ketiga ini kami hanya melakukan 2 kali percobaan. Dimana untuk waktu (t) kami mendaptkan 8 s dan 9 s. dalam penggunaan 10 volt kami menghasilkan 0,125 Hz. Dan dengan penggunaan tegangan output power supply 12 volt kami mendapatkan 0,1 Hz. Dalam mencari frekuensi kami menggunakan rumus berikut :

  dan 

Dimana dan hasil frekuensi dari kedua rumus tersebut sama. Percobaan pertaman kami menghasilkan frekuensi 0,125 Hz dengan menggunakan kedua rumus tersebut, begitu pun pada percobaan kedua kami mendapatkan 0,1 Hz. Jadi pada percobaan frekuensi AC yang kami lakukan berhasil.            

VII. KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan:

1.    Osiloskop sinar katoda adalah instrumen laboratorium yang bermanfaat untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang serta gejala lainnya dalam satu rangkaian elektronik.

2.    Osiloskop memiliki dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol.

3.    Osiloskop digunakan sebagai alat ukur tegangan AC, DC dan frekuensi.

4.    Cara kerja osiloskop, dimana tegangan listrik yang dipasang pada masukan vertikal akan menggerakkan titik terang ke atas atau ke bawah sesuai harga sesaat tegangan masukan. Resultan gerak horizontal titik tersebut membentuk gelombang sinusoida pada layar yang menggambarkan peubahan tegangan masukan tersebut.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

CopPer, David William.1994.Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran.

Jakarta:Erlangga.

Halliday.1978.Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga. Bandung: Erlangga.

Irfani, Najaruddin.2002. “Indonesia Journal of Mterials: Osiloskop”.2(1)1-6.

Kane, Sternheim.1960.General Physics.New York: Second Edition.

Zemansky, Sears.2002.Fisika Universitas.Jakarta: Erlangga.

IX. LAMPIRAN HITUNG

1.    Pengukuran tegangan DC

Tegangan puncak-puncak (vpp)

a      Vpp₁ = a x b = 1,4 DIV x 1 volt/DIV = 1,4 volt

b      Vpp₂ = a x b = 3 DIV x 1 volt/DIV = 3 volt

c      Vpp₃ = a x b = 2,2 DIV x 2 volt/DIV = 4,4 volt

2.    Pengukuran tegangan AC

a      Vpp₁ = a x b = 1,4 DIV x 2 volt/DIV 2,8 volt       dengan batrai 5 volt

b      Vpp₁ = a x b = 1,6 DIV x 2 volt/DIV 3,2 volt       dengan batrai 8 volt

c      Vpp₁ = a x b = 1,8 DIV x 5 volt/DIV 9 volt          dengan batrai 10 volt

d     Vpp₁ = a x b = 2,2 DIV x 5 volt/DIV 11 volt        dengan batrai 12 volt

Tegangan maksimum

Tegangan efektif (veef)

3.                  Pengukuran frekuensi AC

T = a x b

T = 1,6 DIV x 0,5 ms = 0,8 s

T2 = 1,8 DIV x 0,5 ms = 0,9 s

 

  

 

 

 

PERTANYAAN DAN TUGAS

Coretalah yang salah dari 2 pertanyaan didalam kurung seperti yang terdapat dalam kalimat di bawah ini:

1.    Terang suramnya gambar pada layar osiloskop dapat diatur dengan tombol (INTENSITY FOKUS), sedangkan tajam dan blurnya gambar diatur oleh tombol (INTENSITY/FOKUS).

2.    Makin besar angka yang ditunjukkan skala TIME/DIV Kecepatan sinar katoda menyapu layar makin (CEPAT/LAMBAT).

Ketika pengaturan pelemahan vertikal (VOLT/DIV) menunjukkan angka 0,5 seperti percobaan: mencoba fungsi-fungsi tombol osiloskop kegiatan ke-11, jarak kedua titik pada byar adalah 1 cm, ini berarti tegangan yang dimasukkan melalui Jack Input besarnya 0,5 Volt yaitu tegangan (Vmaks/Vpp).