Laporan Galvanometer

LAPORAN ALAT-ALAT UKUR

PEMBUATAN GALVANOMETER

Disusun Oleh:

Andri Puspita (A1C316017)

Fheby Framestya Weny (A1C316075)

Orin Hidayusa Wiza (A1C316037)

Nazira Apriyana (A1C316045)

Sendy Injilita P (A1C316029)

Leo Alexandro Sihaloho (A1C316039)

Dosen Pengampu:

FIBRIKA RAHMAT BASUKI, S.Pd., M.Pd.

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2017

I. TUJUAN

1.      Dapat membuat galvanometer

2.      Dapat mengetahui prinsip kerja galvanometer dan  melakukan pengukuran menggunakan galvanometer.

II. KAJIAN PUSTAKA

Galvanometer adalah instrument elektromekanik yang digunakan untuk mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkain. Alat ini sangat sensitive dan tidak digunakan untuk mengukur arus listrik yang besa,meskipun demikian alat ini masih dapat digunakan untuk mengukur arus yang sangat kecil. Namun kegunaan utama alat ini adalah untuk mendeteksi adanya arus listrik dan bukan untuk mengukur besarnya arus listrik. Arus listrik biasanya diukur menggunakan amperemeter.(umar efrizan.2008:64)

   Komponen dasar kebanyakan alat ukur, termasuk ammeter,voltmeter,dan ohmmeter adalah galvanometer. Galvanometer terdiri dari satu kumparan kawat (dengan jarum penunjuk yang terpasang) yang digantung pada medan magnet oleh magnet permanen. Bila arus mengalir melalui loop kawat,yang biasanya berbentuk persegi panjang,medan magnet memberikan torsi pada loop,sebagaimana dinyatakan oleh torsi. Torsi ini dilawan oleh pegas yang memberikan torsi yang disebabkan oleh medan magnet . kita dapatkan dengan demikian penyimpagan jarum ø berbanding lurus dengan arus yang mengalir pada kumparan.(peter soedjoko.2004:241)

   Pengukuran-pengukuran arus searah sebelumnya menggunkan galvanometer dengan system gantungan(surpession galvanometer). Instrument ini merupakan pelopor instrument kumparan putar,dasar bagi kebanyakan alat-alat penunjuk arus searah yang dipakai secara umum. Menunjukan struksi sebuah galvanometer suspense.

Galvanometer adalah komponen utama dalam alat ukur analog untuk mengukur arus dan tegangan(banyak alat ukur analog masih digunakan,meskipun alat ukur digital yang beroprasi dengan prinsip yang berbeda saat ini lebih umum digunakan.

Gambar diatas mengilustrasikan fitur-fitur penting dari suatu jenis galvanometer umum yang disebut D’ARSENOVAL.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.( sarway.2010:426)

Sebuah kumparan(coil) kawat halus digantung didalam medan magnet yang dihasilkan oleh sebuah magnet permanen.menuntut hukum dasar gaya electromagnet kumpulan tersebut akan berputar didalam medan magnet,bila dialiri arus listrilk.gantungan kumpatran yang terbuat dari serabut halus berfungsi sebagai pembawa arus dari dan kekumparan.dan keelastasian serabut tersebut membangkitkan suatu torsi yang melawan perputaran kumparan.(cooper.1994:49)

   Pada listrik DC,arus listrik/aliran electron-elektron bebas dari suatu pootensial terendah ketinggi,yakni sebagai berikut:

·  Arah aliran muatan(-) berlawanan dengan arah arus listrik yang ditimbulkan

·  Arah aliran muatan(+) searah dengan arah arus listrik yang ditimbulkan

Pada percobaan virtual proses terjadinya konduksi elektromagnetik , disediakan bohlam , magnet batang , galvanometer dan 2 buah kumparan   yang jumlah lilitannya berbeda untuk melakukan percobaan virtual  pada materi tersebut . dan lihat penyimpangan pada galvanometer .

Pada percobaan virtual  materi faktor   yang mempengaruhi  dasar ggl  induks. Pada percobaan ini diawali dengan menggeser scrool boxes untuk mengairkan air yang berdampak pada terjadinya pergerakan pada magnet , selanjutnya mengukur kekuatan magnet dan kemudian besar arus induksi dan terlihat pada oenyimpangan jarum galvanometer(Fatimah.dkk.2014:63)

   Terjadinya induksi elektromagnetik ketka kutup utara magnet digerakan kesalah satu arah,jarum galvanometer segera kembali menunjuk angka nol(tidak menyimpang). Ketika magnet tersebut didiamkan sejenak didalam kumparan,ketika magnet batang dikeluarkan, maka jarum galvanometer akan menyimpang dengan arah yang berlawanan.

   Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial ketika magnet batang digetarkan masuk atau keluar dari kumparan. Beda potensial yang timbul ini disebut GGL induksi. Ketika magnet batang digerakan masuk,terjadi penambahan jumlah garis magnetic yang memotong kumparan (galvanometer menyimpang atau ada arus yang mengalir). Ketika batang magnet diam sejenak maka jarum galvanometer kembali ke nol(tidak ada garis arus yang mengalir) ketika batang magnet dikeluarkan terjadi pengurangan jumlah garis magnetic yang memotong kumparan(galvanometer menyimpang dengan arah berlawanan).(wahyudiantodkk,2014:97)

Cara kerja galvanometer, yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya Lorents sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang saling berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuk silinder membentuk statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutub-kutub sebuah magnet permanen. Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui pegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan. Maka sisi kumparan yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya Lorente yang sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebebkan kumparan berputar. Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah jarum untuk menunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan besar arus listrik yang diukur.

Dalam dunia kelistrikan, Galvanometer sejenis dengan SGammeter / amperemeter dan merupakan suatu alat yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus yang melalui suatu cabang. Kebanyakan galvanometer menggunakan prinsip momen yang berlaku pada kumparan di dalam medan magnet. Galvanometer akan menghasilkan perputaran jarum penunjuk sebagai hasil dari arus listrik yang mengalir melalui lilitannya.Pada mulanya bentuk galvanometer seperti semacam ini dibuat oleh Lord Kelvin pada tahun 1890, yang tingkat kepekaanya jarang sekali dilampaui oleh alat-alat yang ada pada saat ini.(Trisanyoto.2008:165)

.Galvanometer selalu berorientasi sehingga letak kumparan selalu paralel dengan garis magnetik meridian lokal, yang tak lain adalah komponen horisontal BH dari medan magnetik bumi. Saat arus mengalir melalui kumparan galvanometer, medan magnet lain (B) tercipta dan posisinya tegak lurus dengan kumparan. Kekuatan medan magnetnya dirumuskan sebagai:

T = B x I x A x N

Dimana:

T = torsi dalam Newton-meter (N-m)

B = kerapatan fluksi didalam celah udara (Wb/m2)

A = luas efektif kumparan (m2)

I = arus dalam kumparan putar (Ampere, A)

N = jumlah lilitan kumparan

Komponen dasar suatu amperemeter dan voltmeter adalah galvanometer alat yang mendeteksi arus kecil yang melaluinya. Galvanometer dirancang sehingga pembacaan skala sebanding dengan arus yang melaluinya. Ada dua sifat galvanometer yang penting dalam pemakaiannya sebagai amperemeter dan voltmeter. Sifat tersebut yaitu resistansi galvanometer Rg dan arus yang dibutuhkan untuk menghasilkan simpangan skala Ig.”Pada voltmeter, galvanometer dipasang hambatan multiplier atau eksternal (hambatan depan). Pemasangannya secara seri. Fungsinya menahan arus agar tegangan pada galvanometertidak melebihi batas maksimum dan sebagian tegangan berkumpul pada multiplier. Sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan yanglebih besar dari standarnya. Sedangkan pada amperemeter, galvanometer mempunyai hambatan shunt. Hambatan tersebut agar berkurangnya arus listrik dalam rangkaian juga sangat kecil. Pemasangannya secara parallel.(Sapiie dan Dr.osamu.1975:175)

III. ALAT DAN BAHAN

1.    Jarum                                       1 buah

2.      Magnet u                                1 buah

3.      Kumparan                              secukupnya

4.      Baterai  1,5 v                          4 buah

5.      Busur                                      1 buah

6.      Jepit buaya                             2 buah

7.      Kabel                                      secukupnya

8.    Tempat baterai                         1 buah

9.      Lem                                        1 buah

10.  Timah                                    secukupnya

11.  Spiral (kaleng)                        1 buah

12.  Jarum                                      1 buah

13.  Sterofom                                secukupnya

14.  Gunting                                  1 buah

15.  Carter                                     1 buah

IV.    PROSEDUR KERJA

Prosedur kerja pembuatan galvanometer sederhana, yaitu:

1)      Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat galvanometer sederhana.

2)      Potong kartu perdana serta buat bentuk kotak, lalu buat kumparan pada kartu perdana tersebut secara rapi. Pada kumparan, sisakan lilitan untuk menghubungkan dengan probe.

3)      Tusukkan besi panjang ke kumparan, setelah itu salah satu sisinya dimasukkan gir tamia, pegas spiral, busur serta jarum penunjuk.

4)      Pada sisi lain, masukkan kerangka ban tamia yang tidak terlalu kencang agar kumparan dapat bergerak dengan baik.

5)      Buat alas galvanometer sederhana menggunakan sterofom, setelah itu letakkan magnet U lalu direkatkan dengan alas galvanometer.

6)      Letakkan rangkaian kumparan di antara dua kutub magnet U.

7)      Hubungkan ujung-ujung kumparan dengan probe. Ujung probe yang lain dihubungkan dengan baterai.

8)      Untuk melihat gerakan jarum ke arah yang berlawanan, pindahkan posisi ujung probe yang dihubungkan dengan baterai. Alat siap dugunakan.

V.    PEMBAHASAN

Pada pembuatan galvanometer ini pertama-tama potong kartu perdana serta buat bentuk kotak, lalu buat kumparan pada kartu perdana tersebut secara rapi. Pada kumparan, sisakan lilitan untuk menghubungkan dengan probe.

Kemudian,tusukkan besi panjang ke kumparan, setelah itu salah satu sisinya dimasukkan gir tamia, pegas spiral, busur serta jarum penunjuk. Pada sisi lain, masukkan kerangka ban tamia yang tidak terlalu kencang agar kumparan dapat bergerak dengan baik. Buat alas galvanometer sederhana menggunakan sterofom, setelah itu letakkan magnet U lalu direkatkan dengan alas galvanometer. Letakkan rangkaian kumparan di antara dua kutub magnet U. Hubungkan ujung-ujung kumparan dengan probe. Ujung probe yang lain dihubungkan dengan baterai.Untuk melihat gerakan jarum ke arah yang berlawanan, pindahkan posisi ujung probe yang dihubungkan dengan baterai. Pembuatan galvanometer sederhana membuktikan bahwa jarum galvanometer dapat bergerak karena adanya induksi elektromagnetik yang menghasilkan gaya Lorentz. Gaya inilah yang menyebabkan jarum galvanometer dapat bergerak.

Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, jika kutub positif probe dihubungkan dengan kutub baterai positif, maka jarum galvanometer sederhana bergerak ke kanan. Sedangkan jika ujung probe negatif dihubungkan ke kutub positif baterai, maka jarum galvanometer akan bergerak ke kiri.

Semakin besar tegangan yang digunakan, maka semakin besar skala yang ditunjukkan galvanometer. Demikian sebaliknya, jika hanya 1 baterai yang digunakan maka jarum hanya menunjukkan skala yang kecil.

Galvanometer bekerja berdasarkan gaya Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz . Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B). Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik (I). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus, sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.

      Cara kerja galvanometer ini, yaitu berputarnya jarum kompas karena munculnya dua gaya Lorentz sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang salingberhadapan. Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui lilitan tembaga yang terpasang di atas dan di bawah papan kayu.Maka sisi kumparan yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya Lorenteyang sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebebkan jarum kompas berputar.

VI. KESIMPULAN

1.                  Galvanometer merupakan alat ukur untuk mengukur kuat arus dan beda potensial yang kecil

2.                  Galvanometer tidak bias mengukur kuat aru dan beda potensial yang besar karena kuumparan didalamnya tidak mendukung.jika dipaksa akan  meledak  atau rusak.

3.                  Galvanometer hanya dipakai untuk mendeteksi arus searah(dc)

4.                  Prinsip kerja galvanometer berdasarkan gaya Lorentz

5.                  Gerakan magnet didalam kuumparan menyebabkan jarum penunjuk pada galvanometer mennyimpang

6.                  Cara kerja galvanometer sama dengan amperemeter dan voltmeter

DAFTAR PUSTAKA

David,William.1991.Instrumen Elektronik Dan  Teknik Pengukuran.Jakarta:Erlangga

Efrizon,Umar.2008.Buku Pintar Fisika.Jakarta:Media Purndo

Fatimah Dkk.2014.Implementasi Pembelajaran Kurikulum 2013 Berbasis Multimedia Pada Bahasan Listrik

Sapiie,Soerdjana.1994.Pengukuran Dan  Alat-Alat Ukur Listrik.Jakarta:Erlangga

Soedjoko,Peter.2004.Mekanika Klasik.Yogyakarta:Media Bina

Serway,Raymond.2010.  Fisika Untuk Sains Dan Tehnik.Jakarta:Salemba Teknik

Trisyanto,Nugroho.2008.Fisika Untuk Universitas.Bandung:Salemba Teknik

Wahyudianto Dkk.2014.Kajian Teknik Gejala Magnetasi Pada Lincar Generator Untuk Pembangkit Listrik