TM2 LAB: Percobaan Pengukuran dengan Galvanometer

Yuhu................

Pada kesempatan ini, saya akan memberikan penjelasan tentang percobaan dengan menggunakan Galvanometer.

Yuk simak penjelasannya.

1.      Judul                   :           GALVANOMETER

2.      Tujuan                :

2.1  Dapat mampu membuat rangkaian arus DC dalam orde µA

2.2  Dapat mampu melakukan pengukuran arus Dc dalam orde µA dengan galvanometer.

2.3  Dapat memelihara galvanometer.

2.4  Dapat menentukan tahanan dalam galvanometer.

3.      Dasar Teori         :

Galvanometer merupakan salah satu alat ukur yang biasanya digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer bekerja berdasarkan gaya Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhinya. Arah gaya lorentz pada muatan yang bergerak dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya lorentz(F) akibat dari arus listrik(I). Dalam satuan medan magnet(B).

Untuk muatan positif arah gerak dan dibawah kumparan. Sisi kumparan yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya lorentz yang sama besar, tetapi berlawanan arah, yang menyababkan kumparan berputar. Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan didefenisikan oleh sebuah jarum untuk menunjukkan pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan arus listrik yang diukur.

Gaya lorentz pada kawat konduktor

dimana :

F = gaya lorenz (N)

B = Induksi magnetik(T)

I = Kuat arus (A)

L = panjang  (m)

 = sudut yang diapit terkecil antara I dengan B

Sensitivitas Galvanometer

Untuk menyatakan sensitivitas galvanometer, umumnya dipakai tiga defleksi yaitu:

1.      Sensitivitas Arus (current sensitivity)

Sensitivitas arus adalah perbandingan defleksi galvanometer terhadap arus yang menghasilkan defleksi tersebut. Biasanya arus dinyatakan dalam µA dan defleksi dalam mm. Defleksi dapat dinyatakan bagian skala. Secara matematis :

                         

dimana :

d= defleksi dalvanometer (mm)

I= arus galvanometer (µA)

2.      Sensitivitas Tegangan (Voltage sensitivity)

Sensitivitas tegangan didefenisikan sebagai perbandingan defleksi galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkannya. Oleh karena itu:

  

dimana:

d= defleksi Galvanometer(mm)

V= Tegangan (mV)

3.      Sensitivitas megaohm (megaohm sensitivity)

Tahanan yang dihubungkan secara seri dengan galvanometer agar menghasilkan defleksi sebesar satu bagian skala bila tegangan 1V dimasukkan diparalelkan diabaikan terhadap tahanan yang seri dengannya. Arus yang dimasukkan praktis sama dengan  dan menghasilkan defleksi sebesar satu bagian(divisi). Secara numerik, sentisivitas megaohm sama dengan arus sehingga:

dimana:

d= defleksi galvanometer (mm)

I= arus galvanometer (µA)

(William,1994:60-61).

Galvanometer Balistik

Untuk mengukur fluksi magnit digunakan galvanometer balistik, dimana galvanometer ini bekerja menggunakan prinsip d’Arsonval dan dirancang khusus untuk pemakaian selama 20-30 sekon dengan kecepatan tinggi. Pada pengukuran balistik ini, kumparan menerima suatu impuls arus sesaat, mengakibatkan kumparan berayun ke satu sisi dan kemudian kembali berhenti dan gerakan berisolasi.

Jika impuls arus yang singkat, maka defleksi mula-mula dari posisi berhenti berbanding lurus dengan kuantitas pengosongan muatan listrik melalui kumparan. Nilai relatif impuls arus yang diukur dengan/ dalam defleksi sudut mula-mula yang diukur dalam defleksi sudut mula-mula dari komponen adalah:

dimana:

Q= muatan listrik (Coluomb)

K= Kepekaan Galvanometer (Coloumb/Radian defleksi)

 defleksi sudut kumparan (Radian)

Harga kepekaan galvanometer(K) dipengaruhi oleh redaman dan besarnya diperoleh secara eksperimental, melalui pemeriksaan kalibrasi pada kondisi pemakaian yang nyata. Untuk mengkalibrasi galvanometer, digunakan beberapa metedo yaitu:

1.      Metode kapasitor

2.      Metode solenoida

3.      Metode induktasi bersama

Induksi Elektromagnetik

Terjadinya induksi elektromagnetik ketika kutub utama magnet digerakkan memasuku kumparan. Jarum galvanometer segera kembali menunjuk ke nol (tidak menyimpang). Ketika magnet tersebut didiamkan sejenak didalam kumparan. Ketika magnet batang dikeluarkan maka jarum galvanometer akan menyimpang dengan arah berlawanan.

Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik timbul beda potensial ketika magnet batang digerakkan masuk atau keluar dari kumparan. Beda potensial yang timbul ini disebut gaya gerak listrikinduksi(ggl induksi).

Ketika magnet batang digerakkan masuk, terjadi perubahan jumlah garis gaya memotong kumparan (galvanometer menyimpang atau ada arus yang mengalir) ketika magnet batang diam sejenak maka jarum galvanometer kembali ke nol. Ketika magnet batang dikeluarkan jadi pengurangan jumlah garis gaya magnetikyang memotong kumparan (galvanometer menyimpang dengan arah berlawanan).

Jadi, akibat perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan, maka pada kedua ujung kumparan timbul beda potensial atau ggl induksi. Arus listrik yang memotong kumparan disebut arus induksi (jurnal.teknik pomits.2014).

                Menurut Fatima,dkk dalam penelitiannya(2014). Pada percobaan virtual materi faktor-faktor yang mempengaruhi besar ggl induksi yang dilakukan dengan menggeser scroll untuk mengalirkan air yang berdampak pada terjadinya pergerakan pada magnet. Kemudian mengatur kekuatan magnet pada saat percobaan dan kemudian dilakukan dua kali dengan mengatur ulang kekuatan magnet dengan catatan kekuatan magnet pada saat 2 percobaan berbeda. Bertujuan untuk dapa membandingkan besar arus induksi yang timbul saat kekuatan magnet divariasikan. Kemudian dengan kekuatan magnet tetap, scroll box pada aliran air digeser jauh sehingga pergerakan magnet menjadi lebih cepat dari sebelumnya. Perbedaan besar arus induksi yang terjadi dapat dilihat pada penimpangan jarum galvanometer. 

4.      Alat dan Komponen

1.      Galvanometer(basicmeter) dengan batas ukur

2.      Tahanan                             1 buah

3.      Tahanan                             1 buah

4.      Kabel penghubung            10 buah

5.      Baterai 1,5V                      1 buah

6.      Tempat baterai                  1 buah

7.      Bola lampu senter             1 buah

5.       Prosedur Kerja

1.      buatlah rangkaian seperti gambar a

2.      hitunglah besar arus yang melalui galvanometer() menurut teori

3.      selanjunya hubungkan saklar S, kemudian amati besarnya arus yang mengalir pada galvanometer()

4.      hitunglah garga RG

5.      untuk rangkaian yang sama, lakukanlah pengukuran berulang sebanyak 5kali catat data yang dipepoleh 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 melalui teori yang melaliu galvanometer()

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

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

12.  Buatlah seperti gambar d

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

6.       Hasil dan Pembahasan

Yap, hanya itu yang bisa saya jelaskan.

Mau tau lebih lanjut? Yuk klik link berikut: download