LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN
KELOMPOK KOMPETENSI A
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
25
Baca langsung:
Diameter benda = 16,50 mm + 0,23 mm = 16,73 mm
Perhitungan:
Diameter benda = 16,50 mm + 23 0,01 mm = 16,50 mm + 0,23 mm
= 16,73 mm
3. Neraca teknis
Neraca teknis digunakan untuk menentukan massa suatu benda. Di laboratorium fisika biasanya ada dua tipe neraca teknis; yaitu neraca teknis tiga lengan dan neraca teknis
empat lengan. Adapun bentuk kedua neraca teknis tersebut ditunjukkan pada gambar berikut ini.
Gambar 1.19. Neraca Teknis
Adapun bagian-bagian dari neraca teknis secara umum ditunjukkan pada gambar berikut ini.
Gambar 1.20. Bagian-bagian neraca teknis
Skrup Pengatur Kalibrasi
Piring Neraca Lengan Neraca
Dasar Neraca Titik Nol
Keseimbangan Beban Geser
Penggantung Piring Neraca
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN
KELOMPOK KOMPETENSI A
26
a Cara Menggunakan Neraca Teknis
1. Sebelum neraca digunakan, lakukan kalibrasi dengan cara memutar pengatur keseimbangan sampai neraca siap digunakan jarum menunjukkan nol.
2. Letakkan benda yang akan diukur massanya pada piring neraca. 3. Atur secara bertahap beban geser dimulai dari beban geser terbesar beban
geser ratusan sampai ke beban geser terkecil beban geser perpuluhan. 4. Amati sampai jarum neraca benar-benar seimbang menunjuk ke posisi nol.
5. Catat setiap penunjukkan lengan neraca. 6. Jumlahkan penunjukkan setiap lengan neraca sebagai hasil penimbangan
massa benda.
Contoh:
Tentukan hasil pengukuran dari setiap neraca teknis yang ditunjukkan gambar berikut ini
Baca langsung:
Massa benda = 400 gr + 40 gr + 8,1 gr = 448,1 gr
Baca langsung:
Massa benda = 100 gr + 30 gr + 8 gr + 0,57 gr = 138,57 gr
4. Alat ukur listrik
Alat ukur listrik merupakan peralatan yang diperlukan oleh manusia. Karena besaran listrik seperti: tegangan, arus, daya, frekuensi dan sebagainya tidak dapat secara
langsung ditanggapi oleh panca indera. Untuk mengukur besaran listrik tersebut diperlukan alat pengubah. Atau besaran ditransformasikan kedalam besaran mekanis
yang berupa gerak dengan menggunakan alat ukur. Perlu disadari bahwa untuk dapat menggunakan berbagai macamalat ukur listrik perlu pemahanan pengetahuan yang
memadai tentang konsep-konsep teoritisnya. Alat ukur listrik dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
Alat ukur standarabsolut: Alat ukur absolut maksudnya adalah alat ukur yang menunjukkan besaran darikomponen listrik yang diukur dengan batas-batas pada
konstanta dan penyimpangan pada alat itu sendiri. Ini menunjukkan bahwa alat
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN
KELOMPOK KOMPETENSI A
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
27
tersebut tidak perlu dikalibrasi atau dibandingkan dengan alat ukur lainnya lebih dahulu. Contoh dari alat ukur ini adalah Galvanometer.
Gambar 1.21. Alat ukur standar Galvanometer
Alat ukur sekunder: maksudnya adalah semua alat ukur yang menunjukkan harga
besaran listrik yang diukur dan dapat ditentukan hanya dari simpangan alat ukur
tersebut. Sebelumnya alat ukur sudah dikalibrasi dengan membandingkan pada alat
ukur standarabsolut. Contoh dari alat ukur ini adalah
alat ukur
listrik yang
sering dipergunakan sehari-hari.
Gambar 1.22. Alat ukur sekunder
a. Multimeter Dasar 1 Ampermeter Ideal
Ampermeter ideal mempunyai dua sifat dasar, yaitu: 1 hambatan dalamnya sama dengan nol, 2 simpangan jarum benar-benar sebanding dengan
arusnya. Pembacaan arus yang diperoleh dari suatu ampermeter yang ideal adalah sempurna. Karena hambatan dalamnya nol, maka tidak akan
menghambat arus yang mengalir dalam rangkaian bila dihubungkan. Lagi pula karena permukaan alat ukur ditandai secara sempurna, maka pembacaannya
akan mencapai ketelitian 100 persen. Ampermeter ideal hanya merupakan wacana yang susah direalisaikan. Dalam
kenyataannya pasti mempunyai hambatan, selain itu simpangan jarum ampermeter biasanya tidak berbanding secara tepat dengan besar arusnya.
Dalam hal pembuatan ampermeter DC masih dapat dibuat mendekati sifat-sifat
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN
KELOMPOK KOMPETENSI A
28
ampermeter ideal. Hambatan dalamnya dibuat serendah mungkin dan penyimpangan jarumnya hampir linier.
Mikroampermeter sederhana dapat dikembangkan fungsinya sebagai AVO meter disebut basic mater
mempunyai tahanan dalam Rm tertentu yang dijadikan sebagai dasar pengembangan fungsi. Gambar di bawah
ini merupakan mikroampermeter dengan arus skala penuh Ifs sebesar 100 μA. dapat dijadikan sebagai
basic meter.
Mengubah Batas Ukur Suatu ampermeter dengan arus skala penuh I
fs
I full scale dapat diparalel dengan suatu hambatan agar dapat
mengukur arus yang lebih besar dari pada arus skala penuhnya.
Gambar 1.24
mengilustrasikan suatu
ampermeter shunt.
Gambar 1-24. Ampermeter
shunt
Gambar 1.25.Ampermeter dengan basic meter unit
Seperti ditunjukkan pada Gambar, saat simpangan penuh, mengalir arus total I
t
dalam rangkaian. Sebagian arus mengalir melalui hambatan shunt, R
sh
sebesar I
sh
. Sehingga berlaku persamaan arus
I
t
= I
sh
+ I
fs
1 – 1
atau I
sh
= I
t –
I
fs
untuk menghitung besarnya hambatan shunt, dapat digunakan persamaan tegangan: I
sh
. R
sh
= I
fs –
R
m
sehingga: R
sh
= I
fs
I
sh
. R
m
1 – 2
Gambar 1.23. Basic meter unit
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN
KELOMPOK KOMPETENSI A
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
29
dengan mensubstitusikan persamaan 1 – 1 ke persamaan 1 – 2, maka diperoleh
persamaan:
I
fs
R
sh = .
R
m
1 - 3 I
t
- I
fs
Keterangan: R
m
: hambatan ampermeter sebelum dipasang R
sh
R
m
: hambatan ampermeter setelah dipasang R
sh
R
m .
R
sh
R
m
’= R
m
R
sh
= . R
m
1 – 4
R
m
+ R
sh
Besarnya R
m
dapat diperoleh dengan pendekatan sebagai berikut: R
m
= V
in
I
in
dengan pengertian bahwa: V
in
= tegangan input, yaitu tegangan pada ujung-ujung ampermeter shunt. I
in
= arus input, yaitu arus total yang melalui input yang masuk ke dalam rangkaian sehingga persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut:
I
fs
R
m
= .R
m
1 – 5
I
t
Dari persaamaan tersebut ternyata bila arus total I
t
lebih besar dibanding arus skala penuh I
fs
-nya dengan suatu faktor, maka hambatan dari ampermeter shunt akan berkurang dengan faktor tersebut. Sebagai contoh, jika R
m
= 50 ohm, I
fs
= 1mA, dan akan digunakan untuk mengukur arus total I
t
= 10 mA; maka kita akan memperluas jangkauan arus dengan faktor 10 kali. Oleh karena itu, hambatan ampermeter shunt
R
m
menjadi 110 dari harga R
m
’,atau sebesar 5 ohm.
Contoh aplikasi
Suatu ampermeter dengan hambatan 50 ohm dan arus simpangan penuhnya 1 mA. Agar dapat untuk mengukur arus sebesar 5 mA, berapakah besarnya hambatan shunt dan
berapakah besarnya hambatan ampermeter shunt Rm’? Penyelesaian:
I
fs
1 R
m
= .R
m = .
50 I
t
5 . = 10 ohm