Laporan Praktikum R LAB
Laporan Praktikum R-LAB
Disipas Kalor Hot Wire
Nama
: Fachreza Imam Prathama
NPM
: 1406568734
Fakultas
: FT
Departemen/Jurusan
: Teknik Mesin
Kode Praktikum
: KR 01
Tanggal Praktikum : 03-11-2014
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu
Pengetahuan Dasar (UPP-IPD)
Universitas Indonesia Depok
(2)
Disipasi Kalor Hot Wire A. Tujuan
Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara.
B. Alat
1. kawat pijar (hotwire)
2. Fan
3. Voltmeter dan Ampmeter
4. Adjustable power supply
5. Camcorder
6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
C. Teori
Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak digunakan sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial saja. Probe seperti ini terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada dua kawat baja. Masing masing ujung probe dihubungkan ke sebuah sumber tegangan. Energi listrik yang mengalir pada probe tersebut akan didispasi oleh kawat menjadi energi kalor. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan , arus listrik yang mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik mengalir.
P = v i Δ t ...( 1 )
Bila probe dihembuskan udara maka akan merubah nilai resistansi kawat sehingga merubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir maka perubahan nilai resistansi juga semakin besar dan arus listrik yang mengalir juga berubah.
Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dinyatakan oleh overheat ratio yang dirumuskan sebagai :
Overheat ratio = RW/RA
Rw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara). Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan).
(3)
Hot wire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang menyatakan hubungan antara tegangan kawat (wire voltage , E) dengan kecepatan referensi (reference velocity , U) setelah persamaan diperoleh, kemudian informasi kecepatan dalam setiap percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut.
Persamaan yang didapat berbentuk persamaan linear atau persamaan polinomial. Pada percobaan yang akan dilakukan yaitu mengukur tegangan kawat pada temperatur ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan kecepatan yang hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan divariasikan melalui daya yang diberikan ke fan yaitu 70 , 110 , 150 dan 190 dari daya maksimal 230 m/s.
D. Cara Kerja
Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian bawah halaman ini.
1. Mengaktifkan Web cam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !
2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik” pilihan drop down pada icon “atur kecepatan aliran”.
3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada icon “menghidupkan power supply kipas.
4. MengukurTegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik icon “ukur”.
5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 , 110 , 150 , 190 dan 230 m/s !
F. Tugas & Evaluasi
1. Berdasarkan data yang didapat , buatlah grafik yang menggambarkan hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu untuk tiap kecepatan aliran udara.
2. Berdasarkan pengolahan data di atas, buatlah grafik yang menggambarkan hubungan Tegangan Hotwire dengan Kecepatan aliran angin.
(4)
3. Buatlah persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari tegangan hotwire.
4. Berdasarkan percobaan dan data yang didapat, apakah kita dapat menggunakan kawat Hotwire sebagai pengukur kecepatan angin?
5. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.
G. Pengolahan Data
1. Kecepatan 0 m/s
No Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 1 0 2.113 53.9
2 2 0 2.113 54.3
3 3 0 2.113 54.1
4 4 0 2.113 53.9
5 5 0 2.113 54.1
6 6 0 2.113 54.2
7 7 0 2.113 53.9
8 8 0 2.113 54.0
9 9 0 2.113 54.3
10 10 0 2.113 53.9
2. Kecepatan 70 cm/s
No Waktu Kec Angin V-HW I-HW
(5)
12 2 70 2.088 54.2
13 3 70 2.086 54.7
14 4 70 2.088 54.4
15 5 70 2.088 54.0
16 6 70 2.088 54.5
17 7 70 2.088 54.6
18 8 70 2.087 54.1
19 9 70 2.088 54.3
20 10 70 2.087 54.7
3. Kecepatan 110cm/s
No Waktu Kec Angin V-HW I-HW
21 1 110 2.070 54.2
22 2 110 2.071 54.6
23 3 110 2.071 55.0
24 4 110 2.072 54.4
25 5 110 2.071 54.2
26 6 110 2.071 54.9
27 7 110 2.071 54.8
28 8 110 2.072 54.2
29 9 110 2.071 54.4
30 10 110 2.071 55.0 4. Kecepatan 150cm/s
31 1 150 2.063 54.3
32 2 150 2.064 54.4
33 3 150 2.064 54.9
34 4 150 2.064 55.2
35 5 150 2.063 54.8
36 6 150 2.064 54.3
37 7 150 2.064 54.4
38 8 150 2.064 54.8
39 9 150 2.064 55.2
(6)
5. kecepatan 190 cm/s
No Waktu Kec Angin V-HW I-HW
41 1 190 2.059 55.0
42 2 190 2.059 54.5
43 3 190 2.060 54.4
44 4 190 2.060 54.8
45 5 190 2.060 55.2
46 6 190 2.059 55.0
47 7 190 2.060 54.4
48 8 190 2.060 54.3
49 9 190 2.060 54.7
50 10 190 2.060 55.2 6. Kecepatan 230cm/
51 1 230 2.057 55.3
52 2 230 2.058 55.2
53 3 230 2.057 54.8
54 4 230 2.058 54.4
55 5 230 2.057 54.4
56 6 230 2.057 54.8
57 7 230 2.057 55.3
58 8 230 2.057 55.3
59 9 230 2.057 54.9
(7)
H. Evaluasi
1. Membuat Grafik berdasarkan hubungan antara waktu dengan Hotwire
A. Kecepatan Angin 0 m/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Series 1
Series 1
(8)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.06
2.06 2.06 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07
Series 2
Series 1
C. Kecepatan Angin 110 m/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.05 2.05 2.05 2.05 2.05 2.05 2.05 2.05
Series 3
Series 1
(9)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.04
2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04
Series 4
Series 1
E. Kecepatan Angin 190 m/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.03 2.03 2.03 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04
Series 4
Series 1
(10)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0
0.5 1 1.5 2 2.5
Series 5
Series 1
2. Hubungan Antara Tegangan dan Hotwire
0 70 110 150 190 230
1.98 2 2.02 2.04 2.06 2.08 2.1 2.12
Series 1
(11)
3. Persamaan Kecepatan Angin dan Hotwire Pengukur
an ke
xi(Kecepa tan Angin)
m/s
yi (
V-HW) Xi
2 Yi2 xiyi
1 0 2.113 0 4.464769 0
2 70 2.088 4900 4.359744 146.16
3 110 2.071 12100 4.289041 227.81
4 150 2.064 22500 4.260096 309.6
5 190 2.060 36100 4.243600 391.4
6 230 2.057 52900 4.231249 473.11
Summat
(12)
∑
xi
¿2
¿
2−¿
n
∑
xi¿
m=n
∑
xiyi−(
∑
xi)(
∑
yi)
¿
=
¿6(1548.08)−(750)(12. 453)6(128500)−(562500)
m = -0.002458
b =
∑
xi
¿2
¿
2−¿
n
∑
xi¿
∑
xi
2
∑
yi−∑
xi∑
(xiyi)¿
b = 2.106237
Jadi, y = -0.002458x + 2.106237
I. Analisis Percobaan
Dalam percobaan kali ini menggunakan RLAB dimana di RLAB ini
menggunakan computer untuk melakukan praktikum fisika. Percobaan ini akan
dijelaskan mengenai hotwire dan hubungan nya dengan kecepatan angin.
(13)
Pertama masuklah ke halaman rlab yang dapat diakses dari sitrampil lalu
klik link rlab tersebut dan ikutin langkah – langkah nya. Pertama aktifkan aplikasi
webcam dalam laptop mu. Lalu memberikan kecepatan angina 0 m/s lalu klik
ukur akan terdapat data – data mengenai hubungan hot wire dan kecepatan
angin, dapat dilihat dari grafik bahwa hotwire masih stabil dan belum mengalami
perubahan yang berarti.
Lalu sampai pada data kedua dimana kecepatan angina 70 m/s dapat
dilihat bahwa tegangan dari hotwire menurun dari 2.113 menjadi 2.088 dan dapat
diliat dari grafik bahwa tegangan hotwire berada pada 2.0685-2.088 grafik
mengalami penurunan tegangan dari kecepatan angin 0 m/s menjadi 70 m/s.
Kemudian kecepatan angina ditambahkan menjadi 110 m/s dapat dilihat
bahwa tegangan hotwire kembali menurun di angka sekitar 2.05. Tegangan terus
stabil di angka 2.05 – 2.048 grafik kembali mengalami penurunan tegangan pada
perubahan kecepatan angina 70 m/s ke 110 m/s
Dengan penurunan tegangan yang seiring dengan kenaikan kecepatan
angina maka dapat disimpulkan bahwa hotwire dalam kegunaan peindustrian
sangat berguna dapat di gunakan pada mesin otomatis yang berguna dalam
kegunaan sensoritas dimana sensoritas ini indicator nya adalah suhu.
Sensoritas dapat mempengaruhi liniearitas dan sensitivitas
J. Analisis Grafik
Dapat disimpulkan dari grafik bahwa dengan bertambahnya kecepatan
angin maka resistensi akan meningkat yang dapat menimbulkan penurunan
tegangan pada hot wire
K. Kesimpulan
Jika kecepatan angin dinaikan maka resistensi meningkat yang akan
menyebabkan penurunan tegangan, Besarnya energi listrik yang terdisipasi
sebanding dengan tegangan, arus listrik yang
mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik mengalir.
Jumlah perpindahan panas yang diterima dapat dinyatakan sebagai overheat
ratio yang dapat dirumuskan sebagai
Ra/Rw
Referensi
1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000. 2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, JohnWiley & Sons, Inc., NJ, 2005.R-lab:
(1)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.06
2.06 2.06 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07
Series 2
Series 1
C. Kecepatan Angin 110 m/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.05 2.05 2.05 2.05 2.05 2.05 2.05 2.05
Series 3
Series 1
(2)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.04
2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04
Series 4
Series 1
E. Kecepatan Angin 190 m/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.03 2.03 2.03 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04 2.04
Series 4
Series 1
(3)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0
0.5 1 1.5 2 2.5
Series 5
Series 1
2. Hubungan Antara Tegangan dan Hotwire
0 70 110 150 190 230
1.98 2 2.02 2.04 2.06 2.08 2.1 2.12
Series 1
(4)
3. Persamaan Kecepatan Angin dan Hotwire Pengukur
an ke
xi(Kecepa tan Angin)
m/s
yi (
V-HW) Xi
2 Yi2 xiyi
1 0 2.113 0 4.464769 0
2 70 2.088 4900 4.359744 146.16
3 110 2.071 12100 4.289041 227.81 4 150 2.064 22500 4.260096 309.6 5 190 2.060 36100 4.243600 391.4 6 230 2.057 52900 4.231249 473.11 Summat
(5)
∑
xi¿2
¿
2−¿
n
∑
xi ¿
m=n
∑
xiyi−(
∑
xi)(
∑
yi)
¿
= ¿6(1548.08)−(750)(12. 453)
6(128500)−(562500)
m = -0.002458
b =
∑
xi¿2
¿
2−¿
n
∑
xi ¿
∑
xi
2
∑
yi−∑
xi∑
(xiyi) ¿b = 2.106237
Jadi, y = -0.002458x + 2.106237
I. Analisis Percobaan
Dalam percobaan kali ini menggunakan RLAB dimana di RLAB ini menggunakan computer untuk melakukan praktikum fisika. Percobaan ini akan dijelaskan mengenai hotwire dan hubungan nya dengan kecepatan angin.
(6)
Pertama masuklah ke halaman rlab yang dapat diakses dari sitrampil lalu klik link rlab tersebut dan ikutin langkah – langkah nya. Pertama aktifkan aplikasi webcam dalam laptop mu. Lalu memberikan kecepatan angina 0 m/s lalu klik ukur akan terdapat data – data mengenai hubungan hot wire dan kecepatan angin, dapat dilihat dari grafik bahwa hotwire masih stabil dan belum mengalami perubahan yang berarti.
Lalu sampai pada data kedua dimana kecepatan angina 70 m/s dapat dilihat bahwa tegangan dari hotwire menurun dari 2.113 menjadi 2.088 dan dapat diliat dari grafik bahwa tegangan hotwire berada pada 2.0685-2.088 grafik
mengalami penurunan tegangan dari kecepatan angin 0 m/s menjadi 70 m/s. Kemudian kecepatan angina ditambahkan menjadi 110 m/s dapat dilihat bahwa tegangan hotwire kembali menurun di angka sekitar 2.05. Tegangan terus stabil di angka 2.05 – 2.048 grafik kembali mengalami penurunan tegangan pada perubahan kecepatan angina 70 m/s ke 110 m/s
Dengan penurunan tegangan yang seiring dengan kenaikan kecepatan angina maka dapat disimpulkan bahwa hotwire dalam kegunaan peindustrian sangat berguna dapat di gunakan pada mesin otomatis yang berguna dalam kegunaan sensoritas dimana sensoritas ini indicator nya adalah suhu.
Sensoritas dapat mempengaruhi liniearitas dan sensitivitas
J. Analisis Grafik
Dapat disimpulkan dari grafik bahwa dengan bertambahnya kecepatan angin maka resistensi akan meningkat yang dapat menimbulkan penurunan tegangan pada hot wire
K. Kesimpulan
Jika kecepatan angin dinaikan maka resistensi meningkat yang akan menyebabkan penurunan tegangan, Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan, arus listrik yang
mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik mengalir.
Jumlah perpindahan panas yang diterima dapat dinyatakan sebagai overheat ratio yang dapat dirumuskan sebagai Ra/Rw
Referensi
1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000. 2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, JohnWiley & Sons, Inc., NJ, 2005.R-lab: