Kamis, 23 Desember 2010
laporan praktikum perbengkelan
baca selengkapnya bisa download dialamat ini :
laporan praktikum las listrik
laporan praktikum membuat ulir luar dalam
laporan praktikum PAKU KELING RIVETER
laporan praktikum PENGENALAN ALAT-ALAT PERBENGKELAN
Senin, 06 Desember 2010
laporan praktikum pengering
LAPORAN PRAKTIKUM
TEKNIK PENGOLAHAN PANGAN
KARAKTERISTIK PENGERINGAN PADA PRODUK PERTANIAN
Oleh:
AHMAD SHODIK
A1H008029
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2010
I.PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Pengawetan makanan dapat dilakukan dengan beberapa teknik baik yang menggunakan teknologi tinggi maupun teknologi sederhana. Caranya pun beragam dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun inti dari pengawetan makanan adalah suatu upaya untuk menahahan laju pertumbuham mikroorganisme pada makanan. Teknik pengolahan dan pengawetan makanan itu ada beberapa cara, yaitu: pendinginan, pengeringan, pengalengan, pengemasan, penggunaan bahan kimia, penggunaan zat aditif (tambahan) dan pemanasan.
Proses pengeringan merupakan proses pangan yang pertama dilakukan untuk mengawetkan makanan. Selain untuk mengawetkan bahan pangan yang mudah rusak atau busuk pada kondisi penyimpanan sebelum digunakan, pengeringan pangan juga menurunkan biaya dan mengurangi kesulitan dalam pengemasan, penanganan, pengangkutan dan penyimpanan, karena dengan pengeringan bahan menjadi padat dan kering, sehingga volume bahan lebih ringkas, mudah dan hemat ruang dalam pengangkutan, pengemasan maupun penyimpanan. Disamping itu banyak bahan pangan yang hanya dikonsumsi setelah dikeringkan, seperti teh, kopi, coklat dan beberapa jenis biji-bijian.
Proses pengeringan merupakan salah satu penanganan bahan pangan untuk menjaga pengawetan bahan pangan lebih lama. Proses pengeringan pada dasarnya ditentukan oleh pengaturan suhu yang baik yang merupakan faktor terpenting dalam pengawetan pangan dan mutu bahan pangan yang dihasilkan.
Walaupun manusia telah menggunakan makanan yang dikeringkan sejak ribuan tahun yang lalu, pengeringan buatan untuk bahan pangan baru sekitar dua abad yang lalu. Yang dimaksud pengeringan buatan disini adalah pengeringan dengan menggunakan sumber panas artifisal untuk menggantikan panas sinar matahari. Kadang-kadang istilah dehidrasi digunakan untuk menunjukkan pengeringan buatan untuk membedakan dengan pengeringan penjemuran.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan ‘spray dryer’ dan ‘drum dryer’ hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas.
Pengeringan dapat diartikan pula sebagai proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas. Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama.
Kandungan air yang terdapat pada suatu bahan terdiri dari beberapa jenis. Masing-masing Janis air bahan tersebut adalah :
1.Air bebas (free water)
Bagian air ini terdapat pada permukaan bahan dapat dipergunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya serta dapat pula dijadikan sebagai media reaksi-reaksi kimiawi. Air bebas ini dapat dengan mudah diuapkan pada proses pengeringan untuk menguapkan air bebas diperlukan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan menguapkan air terikat. Air yang dapat diuapkan disebut vaporable water. Bila air bebas ini diuapkan seluruhnya, kadar air bahan berkisar antara 12%-25%, tergantung pada jenis bahan serta suhu.
2.Air yang terikat secara fisik
Merupakan bagian air bahan yang terdapat dalam jaringan matriks bahan (tenunan bahan) karena adanya ikatan-ikatan fisik. Bagian air ini terdiri dari :
a. Air terikat menurut sistem kapiler
Karena adanya pipa-pipa kapiler maka dapat terjadi pergerakan air pada bahan.
b. Air absorpsi
Air ini terdapat pada tenunan-tenunan bahan karena adanya tenaga penyerapan dari dalam bahan. Air ini akan menyebabkan pengembangan volume bahan. Akan tetapi air ini tidak merupakan komponen penyusunan bahan tersebut.
c. Air yang terkurung diantara tenunan bahan karena adanya hambatan mekanis. Biasanya terdapat pada bahan yang berserat. Air ini sangat sukar diuapkan pada proses pengeringan. Untuk menguapkannya harus dibantu dengan jalan merusak struktur jaringan penyusun bahan tersebut, misalnya dengan jalan penghancuran (Taib, 1998).
B.Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah:
1.Menentukan kurva pengeringan
2.Mengetahui laju pengeringan
3.Menentukan kadar air kesetimbangan
4.Menentukan waktu pengeringan
5.Menentukan konstanta pengeringan
6.Menganalisa mutu produk hasil pengeringan
II.TINJAUAN PUSTAKA
Hall (1957) menyatakan proses pengeringan adalah proses pengambilan atau penurunan kadar air sampai batas tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan biji-bijian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah.
Pengeringan adalah metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian aiar dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air kesetimbangan dengan kondisi udara normal atau kadar air yang setara dengan nilai aktivitas air (Aw) yang aman dari kerusakan mikrobiologis, enzimatis, dan kimiawi.Sedangkan dehidrasi adalah proses pengeluaran atau penghilangan air dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air yang sangat rendah mendekati nol.
Bahan pangan yang dikeringkan pada umumnya berubah warnanya menjadi coklat. Perubahan warna tersebut disebabkan reaksi browning, baik enzimatik maupun non-enzimatik. Reaksi browning non-enzimatik yang paling sering terjadi adalah reaksi antara asam amino dan gula reduksi. Reaksi asam-asam amino dengan gula pereduksi dapat menurunkan nilai gizi protein yang terkandung di dalamnya. (Winarno et al., 1993).
Beberapa klasifikasi alat pengering yang dapat digunakan antara lain: pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Pada pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Sedangkan dalam pengering vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinue dan pengering tipe batch. Pengering kabinet atau yang biasa disebut dengan “tray dryer”dapat dikelompokkan sebagai pengering batch konveksi udara yang biasanya ditunjukkan untuk operasi kecil (Wirakartakusumah,et.al,.1992).
Menurut Earle (1982), pengeringan bahan pangan dapat diartikan sebagai proses pemisahan air dari suatu bahan pangan dengan maksud untuk mengawetkan bahan pangan dalam penyimpanan. Kadar air bahan dalam proses pengeringan diturunkan sampai kesuatu tingkat yang memungkinkan untuk dapat menahan atau menghambat pertumbuhan mikroba atau reaksi lainnya. Tujuan lain dari pengeringan adalah mengurangi volume produk sehingga akan meningkatkan efisiensi dalam pengangkutan maupun penyimpanan dari produk yang bersangkutan. Jadi pengeringan bahan pangan adalah merupakan salah satu unit operasi yang penting dalam proses pengolahan bahan pangan.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan spray dryer dan drum dryer hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diupkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinyu dan pengering tipe batch.
Karena proses utama dalam pengeringan adalah penguapan air dari bahan pangan, maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi yaitu sifat-sifat bahan pangan yang meliputi interaksi antara bahan tersebut dengan molekul air yang dikandungnya, molekul air di udara sekitarnya serta faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat tersebut.
Menurut Taib et al.,(1988), dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan udara lebih sedikit atau dengan kata lain udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah, sehingga terjadi penguapan selama proses pengeringan, energi yang diterima oleh bahan digunakan untuk menaikkan suhu bahan dan menguapkan sejumlah air dari bahan.
Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu bahan disebut panas sensible, sedangkan panas yang digunakan untuk menguapkan sejumlah air dari bahan disebut panas laten (Heldman and Singh, 1981). Besarnya panas sensible dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengetahu besarnya panas spesifik bahan serta besarnya perubahan suhu bahan yang terjadi selama proses pengeringan.
Panas spesifik (Cp) bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Dickerson (1969) yaitu:
Cp = 1.675 + 0.025 (kadar air)
Beberapa keuntungan dari pemakaian teknologi pengeringan pada sayur dan buah antara lain: bahan menjadi lebih awet, volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan pengangkutan, dengan demikian diharapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Sedangkan sisi kerugiannya antara lain: terjadinya perubahan sifat fisis seperti pengerutan, perubahan warna, kekerasan dan sebagainya. Perubahan kualitas kimia antara lain : penurunan kandungan vitamin C maupun terjadinya pencoklatan demikian pula kualitas organoleptisnya (Susanto, 1994).
Tujuan dari pengeringan adalah:
1.Daya simpan bahan lebih lama karena kadar air dalam bahan relatif lebih rendah sehingga kerusakan enzim maupun mikroorganisme dapat lebih ditekan.
2.Dapat dihasilkan produk yang bernilai ekonomis lebih tinggi.
3.Mempermudah distribusi karena umumnya bahan yang telah dikeringkan mempunyai berat yang lebih ringan dan bentuk lebih ringkas.
4.Bahan dapat lebih awal dipanen.
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi kecepatan pengeringan dari suatu bahan pangan adalah:
1.Sifat fisik dan kimia produk (bentuk, ukuran, komposisi dan kadar air).
2.Pengaturan geometris produk sehubungan dengan permukaan alat atau media perantara pemindah panas (seperti nampan untuk pengeringan).
3.Sifat-sifat fisik dari lingkungan alat pengering (suhu, kelembaban dan kecepatan udara) (Tim Penyusun, 2009).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A.Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
a.Timbangan digital
b.Thermometer
c.Oven
d.desikator
e.Cawan
f.Pisau
g.Penggaris
h.Label
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah buah pir
B. Prosedur kerja
1.Bahan dan alat disiapkan.
2.Nampan, cawan dan bahan (buah pir) ditimbang.
3.Suhu pengeringan dan debit aliran udara pada oven dicatat.
4.Massa bahan setiap periode tertentu, sampai massa bahan konstan ditimbang.
IV.HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Hasil
Hasil pengamatan
Perhitungan
1.
Cawan 1
Kabb =
= 80,95 %
Kabk =
= 425%
Cawan 2
Kabb =
= 92,68%
Kabk =
= 1266,67%
Kadar air rata-rata
Bk = = 845,835 %
Bb = = 86,815 %
Massa bahan = 50 gram
Kadar air bb = 86,815 %
Kadar air bk = 845,835 %
Ka bb =
86,815 =
43,4075 = X x 100 %
43,4075 = X
Massa padatan = 50 – 43,4075
= 6,5925 gram
t (waktu; menit)
Massa sampel bahan (g)
Ka (%bk)
Ka bb
Kabb/dt kabk/dt
0
50
858,4376
86,815
0 0
20
48,3
632,651
86,351
0,0232 1,2893
40
47,7
623,549
86,179
0,006 11,2893
60
47,0
612,931
85,973
0,0103 0,5309
80
46,3
602,313
85,761
0,0106 0,5309
100
120
45,6
45,3
591,695
587,145
85,543
85,447
0,0109 0,5309
0,0048 0,2275
B.Pembahasan
Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas.
Pengeringan untuk mengawetkan bahan pangan hasil pertanian dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung sifat bahan, kegunaan serta nilai ekonomisnya antara lain: penjemuran (sun drying), pengeringan buatan (artificial drying), pengeringan secara pembekuan (free drying) dan dehidrasi parsial dengan osmosis (osmotic dehydration). Sedangkan proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1.Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
2.Pengeringan hampa udara
3.Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi.
4.Pengeringan beku
Pengeringan beku terjadiapabila uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Pengeringan yang dilakukan pada suatu bahan pertanian memiliki maksud tertentu yang ingin dicapai antara lain agar produk dapat disimpan lebih lama, mempertahankan daya fisiologi biji-bijian/benih, mendapatkan kualitas yang lebih baik, sehingga alat pengering yang digunakan saat proses pengeringanpun harus diperhatikan dengan baik. Selain dari karakteristik dan proses pengeringan yang berlangsung, alat pengering juga berpengaruh terhadap proses pengeringan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu:
1)Faktor yang berhubungan dengan udara pengering
Yang termasuk dalam golongan ini adalah suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara.
2)Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan
Yang termasuk dalam golongan ini adalah ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan.
Beberapa mekanisme aliran internal air yang dapat berlangsung :
a.Diffusi
Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di bawah titik jenuh atmosferik dan padatan dengan cairan di dalam sistem bersifat mutually soluble.
b. Capillary flow
Cairan bergerak mengikuti gaya gravitasi dan kapilaritas. Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di atas titik jenuh atmosferik.
Proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1)Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
Dalam hal ini panas dipindahkan menembus bahan pangan, baik dari udara maupun permukaan yang dipanaskan. Uap air dipindahkan dengan udara.
2)Pengeringan hampa udara
Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara pada umumnya secara konduksi, kadang-kadang secara pemancaran.
3)Pengeringan beku
Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Semakin lama waktu pengeringan dalam pengering kabinet semakin kecil massa pada bahan tersebut.
Grafik hubungan waktu v/s kabk
Grafik hubungan kabk/dt v/s kabk
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada dua golongan, yaitu:
1.Faktor yang berhubungan dengan udara pengering, yaitu suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering dan kelembaban udara.
2.Faktor yang barhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan, yaitu ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial di dalam bahan.
V.KESIMPULAN DAN SARAN
A.Kesimpulan
1.Pengering berfungsi untuk mengeringkan bahan baku pangan sebelum diolah lebih lanjut
2.Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air
3.Faktor yang mempengaruhi pengeringan antara lain jenis bahan pangan, kandungan air dalam bahan pangan, kecepatan pada alat pengeringan.
4.Energi yang digunakan untuk pengeringan buah pir adalah 198 Kj/ gram
B.Saran
1.Suasana praktikum sebaiknya lebih dikondusifkan lagi untuk menunjang terlaksananya kegiatan praktikum dengan baik
2.Penambahan fasilitas praktikum terutama peralatan yang lebih memadai
3.Perlu adanya persiapan yang matang dalam melakukan praktikum sehingga dapat memperlancar jalanya praktikum
DAFTAR PUSTAKA
Hardjosentono, M. 1983. Mesin-Mesin Pertanian. CV. Vasa Guna, Jakarta.
Pantastico, B. ER. 1986. Fisiologi Pasca Panen. Terjemahan oleh Kamariyani, Ir. Prof. 1989. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Sathu, Suyanti. 1996. Penanganan dan Pengolahan Buah. Penebar Swadaya. Jakarta.
Susanto, Tri. 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. PT. Bina Ilmu. Surabaya.
Sularso. 1997. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Tim penyusun. 2010. Modul Praktikum Teknik Pengawetan dan Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Pertanian, UNSOED.
Wirakartakusumah, A. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. IPB. Bogor
TEKNIK PENGOLAHAN PANGAN
KARAKTERISTIK PENGERINGAN PADA PRODUK PERTANIAN
Oleh:
AHMAD SHODIK
A1H008029
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2010
I.PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Pengawetan makanan dapat dilakukan dengan beberapa teknik baik yang menggunakan teknologi tinggi maupun teknologi sederhana. Caranya pun beragam dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun inti dari pengawetan makanan adalah suatu upaya untuk menahahan laju pertumbuham mikroorganisme pada makanan. Teknik pengolahan dan pengawetan makanan itu ada beberapa cara, yaitu: pendinginan, pengeringan, pengalengan, pengemasan, penggunaan bahan kimia, penggunaan zat aditif (tambahan) dan pemanasan.
Proses pengeringan merupakan proses pangan yang pertama dilakukan untuk mengawetkan makanan. Selain untuk mengawetkan bahan pangan yang mudah rusak atau busuk pada kondisi penyimpanan sebelum digunakan, pengeringan pangan juga menurunkan biaya dan mengurangi kesulitan dalam pengemasan, penanganan, pengangkutan dan penyimpanan, karena dengan pengeringan bahan menjadi padat dan kering, sehingga volume bahan lebih ringkas, mudah dan hemat ruang dalam pengangkutan, pengemasan maupun penyimpanan. Disamping itu banyak bahan pangan yang hanya dikonsumsi setelah dikeringkan, seperti teh, kopi, coklat dan beberapa jenis biji-bijian.
Proses pengeringan merupakan salah satu penanganan bahan pangan untuk menjaga pengawetan bahan pangan lebih lama. Proses pengeringan pada dasarnya ditentukan oleh pengaturan suhu yang baik yang merupakan faktor terpenting dalam pengawetan pangan dan mutu bahan pangan yang dihasilkan.
Walaupun manusia telah menggunakan makanan yang dikeringkan sejak ribuan tahun yang lalu, pengeringan buatan untuk bahan pangan baru sekitar dua abad yang lalu. Yang dimaksud pengeringan buatan disini adalah pengeringan dengan menggunakan sumber panas artifisal untuk menggantikan panas sinar matahari. Kadang-kadang istilah dehidrasi digunakan untuk menunjukkan pengeringan buatan untuk membedakan dengan pengeringan penjemuran.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan ‘spray dryer’ dan ‘drum dryer’ hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas.
Pengeringan dapat diartikan pula sebagai proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas. Tujuan pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Dengan demikian bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lebih lama.
Kandungan air yang terdapat pada suatu bahan terdiri dari beberapa jenis. Masing-masing Janis air bahan tersebut adalah :
1.Air bebas (free water)
Bagian air ini terdapat pada permukaan bahan dapat dipergunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya serta dapat pula dijadikan sebagai media reaksi-reaksi kimiawi. Air bebas ini dapat dengan mudah diuapkan pada proses pengeringan untuk menguapkan air bebas diperlukan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan menguapkan air terikat. Air yang dapat diuapkan disebut vaporable water. Bila air bebas ini diuapkan seluruhnya, kadar air bahan berkisar antara 12%-25%, tergantung pada jenis bahan serta suhu.
2.Air yang terikat secara fisik
Merupakan bagian air bahan yang terdapat dalam jaringan matriks bahan (tenunan bahan) karena adanya ikatan-ikatan fisik. Bagian air ini terdiri dari :
a. Air terikat menurut sistem kapiler
Karena adanya pipa-pipa kapiler maka dapat terjadi pergerakan air pada bahan.
b. Air absorpsi
Air ini terdapat pada tenunan-tenunan bahan karena adanya tenaga penyerapan dari dalam bahan. Air ini akan menyebabkan pengembangan volume bahan. Akan tetapi air ini tidak merupakan komponen penyusunan bahan tersebut.
c. Air yang terkurung diantara tenunan bahan karena adanya hambatan mekanis. Biasanya terdapat pada bahan yang berserat. Air ini sangat sukar diuapkan pada proses pengeringan. Untuk menguapkannya harus dibantu dengan jalan merusak struktur jaringan penyusun bahan tersebut, misalnya dengan jalan penghancuran (Taib, 1998).
B.Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah:
1.Menentukan kurva pengeringan
2.Mengetahui laju pengeringan
3.Menentukan kadar air kesetimbangan
4.Menentukan waktu pengeringan
5.Menentukan konstanta pengeringan
6.Menganalisa mutu produk hasil pengeringan
II.TINJAUAN PUSTAKA
Hall (1957) menyatakan proses pengeringan adalah proses pengambilan atau penurunan kadar air sampai batas tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan biji-bijian akibat aktivitas biologis dan kimia sebelum bahan diolah.
Pengeringan adalah metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian aiar dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air kesetimbangan dengan kondisi udara normal atau kadar air yang setara dengan nilai aktivitas air (Aw) yang aman dari kerusakan mikrobiologis, enzimatis, dan kimiawi.Sedangkan dehidrasi adalah proses pengeluaran atau penghilangan air dari suatu bahan dengan cara menguapkannya hingga kadar air yang sangat rendah mendekati nol.
Bahan pangan yang dikeringkan pada umumnya berubah warnanya menjadi coklat. Perubahan warna tersebut disebabkan reaksi browning, baik enzimatik maupun non-enzimatik. Reaksi browning non-enzimatik yang paling sering terjadi adalah reaksi antara asam amino dan gula reduksi. Reaksi asam-asam amino dengan gula pereduksi dapat menurunkan nilai gizi protein yang terkandung di dalamnya. (Winarno et al., 1993).
Beberapa klasifikasi alat pengering yang dapat digunakan antara lain: pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Pada pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diuapkan. Sedangkan dalam pengering vakum bahan yang dikeringkan harus diletakkan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinue dan pengering tipe batch. Pengering kabinet atau yang biasa disebut dengan “tray dryer”dapat dikelompokkan sebagai pengering batch konveksi udara yang biasanya ditunjukkan untuk operasi kecil (Wirakartakusumah,et.al,.1992).
Menurut Earle (1982), pengeringan bahan pangan dapat diartikan sebagai proses pemisahan air dari suatu bahan pangan dengan maksud untuk mengawetkan bahan pangan dalam penyimpanan. Kadar air bahan dalam proses pengeringan diturunkan sampai kesuatu tingkat yang memungkinkan untuk dapat menahan atau menghambat pertumbuhan mikroba atau reaksi lainnya. Tujuan lain dari pengeringan adalah mengurangi volume produk sehingga akan meningkatkan efisiensi dalam pengangkutan maupun penyimpanan dari produk yang bersangkutan. Jadi pengeringan bahan pangan adalah merupakan salah satu unit operasi yang penting dalam proses pengolahan bahan pangan.
Beberapa tipe pengering digunakan untuk bahan padat. Dalam hal ini bahan pangan dikeringkan dalam baki, pada ban berjalan atau pada rak tanpa wadah. Sedangkan spray dryer dan drum dryer hanya bisa digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk cair. Klasifikasi lain alat pengering adalah pengering tekanan atmosfer dan pengering vakum. Dalam pengeringan tekanan atmosfer panas yang diperlukan untuk penguapan biasanya ditransfer dengan aliran udara yang disirkulasikan, yang juga menampung dan membawa air yang diupkan. Dalam pengeringan vakum bahan yang dikeringkan harus diletakan dalam ruang tertutup dan panas untuk penguapan ditransfer dengan cara radiasi atau konduksi dari permukaan yang panas. Berdasarkan sistem pengumpanan bahan, pengering diklasifikasikan menjadi pengering kontinyu dan pengering tipe batch.
Karena proses utama dalam pengeringan adalah penguapan air dari bahan pangan, maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi yaitu sifat-sifat bahan pangan yang meliputi interaksi antara bahan tersebut dengan molekul air yang dikandungnya, molekul air di udara sekitarnya serta faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat tersebut.
Menurut Taib et al.,(1988), dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan udara lebih sedikit atau dengan kata lain udara mempunyai kelembaban nisbi yang rendah, sehingga terjadi penguapan selama proses pengeringan, energi yang diterima oleh bahan digunakan untuk menaikkan suhu bahan dan menguapkan sejumlah air dari bahan.
Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu bahan disebut panas sensible, sedangkan panas yang digunakan untuk menguapkan sejumlah air dari bahan disebut panas laten (Heldman and Singh, 1981). Besarnya panas sensible dapat dihitung dengan terlebih dahulu mengetahu besarnya panas spesifik bahan serta besarnya perubahan suhu bahan yang terjadi selama proses pengeringan.
Panas spesifik (Cp) bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Dickerson (1969) yaitu:
Cp = 1.675 + 0.025 (kadar air)
Beberapa keuntungan dari pemakaian teknologi pengeringan pada sayur dan buah antara lain: bahan menjadi lebih awet, volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan pengangkutan, dengan demikian diharapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Sedangkan sisi kerugiannya antara lain: terjadinya perubahan sifat fisis seperti pengerutan, perubahan warna, kekerasan dan sebagainya. Perubahan kualitas kimia antara lain : penurunan kandungan vitamin C maupun terjadinya pencoklatan demikian pula kualitas organoleptisnya (Susanto, 1994).
Tujuan dari pengeringan adalah:
1.Daya simpan bahan lebih lama karena kadar air dalam bahan relatif lebih rendah sehingga kerusakan enzim maupun mikroorganisme dapat lebih ditekan.
2.Dapat dihasilkan produk yang bernilai ekonomis lebih tinggi.
3.Mempermudah distribusi karena umumnya bahan yang telah dikeringkan mempunyai berat yang lebih ringan dan bentuk lebih ringkas.
4.Bahan dapat lebih awal dipanen.
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi kecepatan pengeringan dari suatu bahan pangan adalah:
1.Sifat fisik dan kimia produk (bentuk, ukuran, komposisi dan kadar air).
2.Pengaturan geometris produk sehubungan dengan permukaan alat atau media perantara pemindah panas (seperti nampan untuk pengeringan).
3.Sifat-sifat fisik dari lingkungan alat pengering (suhu, kelembaban dan kecepatan udara) (Tim Penyusun, 2009).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A.Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
a.Timbangan digital
b.Thermometer
c.Oven
d.desikator
e.Cawan
f.Pisau
g.Penggaris
h.Label
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah buah pir
B. Prosedur kerja
1.Bahan dan alat disiapkan.
2.Nampan, cawan dan bahan (buah pir) ditimbang.
3.Suhu pengeringan dan debit aliran udara pada oven dicatat.
4.Massa bahan setiap periode tertentu, sampai massa bahan konstan ditimbang.
IV.HASIL DAN PEMBAHASAN
A.Hasil
Hasil pengamatan
Perhitungan
1.
Cawan 1
Kabb =
= 80,95 %
Kabk =
= 425%
Cawan 2
Kabb =
= 92,68%
Kabk =
= 1266,67%
Kadar air rata-rata
Bk = = 845,835 %
Bb = = 86,815 %
Massa bahan = 50 gram
Kadar air bb = 86,815 %
Kadar air bk = 845,835 %
Ka bb =
86,815 =
43,4075 = X x 100 %
43,4075 = X
Massa padatan = 50 – 43,4075
= 6,5925 gram
t (waktu; menit)
Massa sampel bahan (g)
Ka (%bk)
Ka bb
Kabb/dt kabk/dt
0
50
858,4376
86,815
0 0
20
48,3
632,651
86,351
0,0232 1,2893
40
47,7
623,549
86,179
0,006 11,2893
60
47,0
612,931
85,973
0,0103 0,5309
80
46,3
602,313
85,761
0,0106 0,5309
100
120
45,6
45,3
591,695
587,145
85,543
85,447
0,0109 0,5309
0,0048 0,2275
B.Pembahasan
Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan, yang dikeringkan oleh media pengering yang biasanya berupa panas.
Pengeringan untuk mengawetkan bahan pangan hasil pertanian dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung sifat bahan, kegunaan serta nilai ekonomisnya antara lain: penjemuran (sun drying), pengeringan buatan (artificial drying), pengeringan secara pembekuan (free drying) dan dehidrasi parsial dengan osmosis (osmotic dehydration). Sedangkan proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1.Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
2.Pengeringan hampa udara
3.Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi.
4.Pengeringan beku
Pengeringan beku terjadiapabila uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Pengeringan yang dilakukan pada suatu bahan pertanian memiliki maksud tertentu yang ingin dicapai antara lain agar produk dapat disimpan lebih lama, mempertahankan daya fisiologi biji-bijian/benih, mendapatkan kualitas yang lebih baik, sehingga alat pengering yang digunakan saat proses pengeringanpun harus diperhatikan dengan baik. Selain dari karakteristik dan proses pengeringan yang berlangsung, alat pengering juga berpengaruh terhadap proses pengeringan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu:
1)Faktor yang berhubungan dengan udara pengering
Yang termasuk dalam golongan ini adalah suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering, dan kelembaban udara.
2)Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan
Yang termasuk dalam golongan ini adalah ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial dalam bahan.
Beberapa mekanisme aliran internal air yang dapat berlangsung :
a.Diffusi
Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di bawah titik jenuh atmosferik dan padatan dengan cairan di dalam sistem bersifat mutually soluble.
b. Capillary flow
Cairan bergerak mengikuti gaya gravitasi dan kapilaritas. Pergerakan ini terjadi bila equilibrium moisture content berada di atas titik jenuh atmosferik.
Proses pengeringan terbagi dalam tiga kategori, yaitu:
1)Pengeringan udara dan pengeringan yang berhubungan langsung di bawah tekanan atmosfir.
Dalam hal ini panas dipindahkan menembus bahan pangan, baik dari udara maupun permukaan yang dipanaskan. Uap air dipindahkan dengan udara.
2)Pengeringan hampa udara
Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara pada umumnya secara konduksi, kadang-kadang secara pemancaran.
3)Pengeringan beku
Pada pengeringan beku, uap air disublimasikan keluar dari bahan pangan beku. Struktur bahan pangan dipertahankan dengan baik pada kondisi ini. Suhu dan tekanan yang sesuai harus dipersiapkan dalam alat pengering untuk menjamin terjadinya proses sublimasi.
Semakin lama waktu pengeringan dalam pengering kabinet semakin kecil massa pada bahan tersebut.
Grafik hubungan waktu v/s kabk
Grafik hubungan kabk/dt v/s kabk
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada dua golongan, yaitu:
1.Faktor yang berhubungan dengan udara pengering, yaitu suhu, kecepatan volumetrik aliran udara pengering dan kelembaban udara.
2.Faktor yang barhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan, yaitu ukuran bahan, kadar air awal, dan tekanan parsial di dalam bahan.
V.KESIMPULAN DAN SARAN
A.Kesimpulan
1.Pengering berfungsi untuk mengeringkan bahan baku pangan sebelum diolah lebih lanjut
2.Pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air
3.Faktor yang mempengaruhi pengeringan antara lain jenis bahan pangan, kandungan air dalam bahan pangan, kecepatan pada alat pengeringan.
4.Energi yang digunakan untuk pengeringan buah pir adalah 198 Kj/ gram
B.Saran
1.Suasana praktikum sebaiknya lebih dikondusifkan lagi untuk menunjang terlaksananya kegiatan praktikum dengan baik
2.Penambahan fasilitas praktikum terutama peralatan yang lebih memadai
3.Perlu adanya persiapan yang matang dalam melakukan praktikum sehingga dapat memperlancar jalanya praktikum
DAFTAR PUSTAKA
Hardjosentono, M. 1983. Mesin-Mesin Pertanian. CV. Vasa Guna, Jakarta.
Pantastico, B. ER. 1986. Fisiologi Pasca Panen. Terjemahan oleh Kamariyani, Ir. Prof. 1989. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Sathu, Suyanti. 1996. Penanganan dan Pengolahan Buah. Penebar Swadaya. Jakarta.
Susanto, Tri. 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. PT. Bina Ilmu. Surabaya.
Sularso. 1997. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Tim penyusun. 2010. Modul Praktikum Teknik Pengawetan dan Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Pertanian, UNSOED.
Wirakartakusumah, A. 1992. Peralatan dan Unit Proses Industri Pangan. IPB. Bogor
laporan praktikum elektronika dasar acara 2
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA
SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA
MENGGUNAKAN MULTISIM
Oleh:
Ahmad Shodik
NIM AIH008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Multisim, the world’s only interactive circuit simulator, memungkinkan user untuk merancang produk lebih baik dengan lebih sedikit waktu. Multisim meliputi satu dari semua versi terintegrasi dari Multicap, membuat perangkat (tool) ideal dengan cara meniru dari rangkaian yang sebenarnya. Multisim 9 juga menawarkan integrasi dengan National Instruments LabVIEW dan Signal Express mengijinkan user untuk untuk mengintegrasikan desain dan mencobanya. Featuring unparalleled ease-of-use and packed with unique and powerfull functions, Multisim merupakan satu sejarah yang mengesankan yang telah membuat simulator paling berhasil dalam industri dengan lebih dari 180.000 para pemakai di seluruh dunia.
B. Tujuan
1. Mengetahui tentang program simulasi pembuatan rangkain elektronika menggunakan software multisim.
2. Mengetahui fungsi program multisim.
3. Mengetahui cara kerja pembuatan simulasi rangkain elektronika menggunakan software multisim.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Rangkaian listrik terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya. Pembatasan elemen atau komponen listrik pada rangkaian listrik dapat dikelompokkan kedalam elemen atau komponen aktif dan pasif (saintek.uin-suka.ac.id).
Berbicara mengenai Rangkaian Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian itu sendiri, dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian. Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh. Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada teknik elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya seperti elektronika, sistem daya, sistem komputer, putaran mesin, dan teori kontrol (saintek.uin-suka.ac.id).
Membuat rangkaian elektronika tidaklah mudah, diperlukan suatu simulasi terlebih dahulu terhadap rangkaian elektronika yang akan dibuat agar rangkaian yang dibuat nantinya dapat bekerja optimal. Simulasi ini disamping menggambarkan rangkainnya juga memperhitungkan arus, daya, hambatan, tegangan, dsb yang ada dalam rangkaian tersebut, maka dari itu diperlukan suatu program khusus untuk membuat simulasi rangkaian elektronika ini.
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian (http://lab.binus.ac.id).
Penjelasan:
A. Title Bar, menunjukkan program yang aktif dan nama file yang telah disimpan. Tanda circuit 1 berarti kita belum menyimpan gambar kita.
B. Menu Bar, menunjukkan sejumlah perintah untuk semua fungsi kerja dari sofware multisim. Semakin banyak kita mengetahui fungsi dari setiap sub menu maka semakin efektif kita dalam mengoperasikan sofware multisim.
C. Standard toolbar, menunjukan tombol-tombol yang mewakili fungsi yang ada pada main menu yang sering digunakan.
D. Simulation toolbar, menunjukkan tombol-tombol untuk starting, stopping, dan fungsi simulasi lainnya.
E. Instruments toolbar, menunjukan tombol-tombol untuk setiap instrument seperti: AVO meter, osciloscop, dll.
F. Component toolbar, menunjukan tombol-tombol yang dapat membantu kita dalam memilih komponen-komponen.
G. Circuit window, menunjukan tempat kerja kita dimana rangkaian akan di desain.
H. Design toolbox, menunjukan navigasi tipe file yang berbeda yang telah kita buat. Kita dapat memilih file yang akan kita selesaikan tugasnya.
I. Spreadsheet view, membolehkan kita untuk melihat dan mengedit secara cepat parameter detail yang terdapat pada komponen seperti footprints, attribute dan designnya (multisim.htm).
A. Printed Circuit Board (PCB)
PCB adalah Papan Rangkaian Tercetak atau Printed Circuit Board merupakan suatu papan berlapis tembaga yang digunakan untuk memasang komponen elektronika. Lapisan tembaga berfungsi sebagai penghantar yang menghubungkan komponen satu dengan lainnya. Pembentukan jalur PCB dilakukan dengan cara eatching (pelarutan), dimana sebagian tembaga dilepaskan secara kimia dari suatu papan lapis tembaga kosong (blangko). Tembaga yang tersisa beserta alasnya itulah yang akan membentuk jalur pengawatan PCB. (TIM Penyusun,2008)
B. Diode
Diode adalah devais dua electrode yang berlaku sebagai konduktor satu arah. Diode tipe dasar adalah diode sambungan pn, yang terdiri atas bahan tipe p dan n yang dipisahkan oleh sambungan (junction) (Thomas Sri Widodo,2002). Dioda adalah alat elektronik berterminal dua. Aliran muatan tersebut hanya terjadi bila sebuah rangkaian listrik luar disediakan dan tenaga dibekalkan kepada alat tersebut. Kontrol aliran partikel dirampungkan dengan menggunakan sebuah tenaga luar yang dikesankan melalui dioda tersebut (Fisderald, 1981).
Diode adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P) dan secara fisik digambarkan :
Bias diode adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Apabila A diberi tegangan positif dan K diberi tegangan negative maka bias tersebut dikatakan bias maju (forward bias). Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode atau VA-VK > Vj dan selalu positif. Sebaliknya apabila A diberi tegangan negative dan K diberi tegangan positif, arus yang mengalir (IR) jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju (IF) diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan IF tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan IR yang cukup significant.
Diode Pertemuan PN
• Suatu pertemuan pn adalah kristal tunggal
semikonduktor yang pada satu sisinya mendapat
penyuntikan atom akseptor dan pada sisi yang lain
mendapat penyuntikan atom donor
• Pertemuan pn merupakan blok bangunan dasar (basic
building block) bagi piranti semikonduktor
• Diode pertemuan pn: pertemuan pn yang pada kedua
sisinya dilekatkan logam (metalurgical bond) sehingga
terdapat dua ujung logam yang merupakan terminal atau
elektrode, yakni anode pada sisi p dan katode pada
sisi n.
C. Transformator
Transformator memberikan cara yang sederhana untuk mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga lainnya. Jika transformator menerima energi pada tegangan rendah dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih tinggi, disebut transformator penaik (step up). Jika transformator diberi energi pada tegangan tertentu dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih rendah, disebut transformator penurun (step down). Setiap transformator dapat dioperasikan baik sebagai transformator penaik maupun penurun, tetapi transformator yang memang dirancang untuk suatu tegangan, harus digunakan untuk tegangan tersebut (Lister,1988).
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
1. Laptop
2. Charger
3. Terminal Listrik (Rol Kabel)
4. Software Multisim
B. Cara Kerja
1. Perhatikan arahan teknis pelaksanaan praktikum yang diberikan Asisten.
2. Perhatikan gambar rangkaian elektronika yang akan digambar Praktikan dari Asisten.
3. Mulailah menggambar rangkaian elektronika menggunakan multisim dengan menggunakan petunjuk-petunjuk yang telah diberikan Asisten kepada Praktikan.
4. Save gambar yang telah dibuat di salah satu folder/membuat folder baru.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
A. Pengertian Catu Daya
Catu daya elektronik (atau catu daya yang digunakan dalam elektronik) sering kali berarti sebagai pengubah (altering), pengendalian (controlling), atau pengaturan (regulating) daya listrik. Kata pengatur cukup padat artinya, termasuk penyearah gelombang (rectify), pengubah AC ke DC (invert), menghaluskan (regulasi), atau pengubah tingkat tegangan atau arus, dan beberapa teknik pengaturan juga terliput. Pengaturan penghantaran daya ke beban hanya dapat dilakukan dengan cara menyerap kelebihan daya tadi ke dalam piranti pengatur. Bila kita memperhatikan efisiensi energi, maka untuk mendapatkan hal ini kita perlu penelitian yang lebih mendalam.
Sebaliknya, ada teknik untuk mengatur daya beban tanpa meneimbulkan disipasi daya dalam piranti pengatur. Terlihat pada gambar 1-1. Mungkin masih ada lagi lainnya, tetapi pada dasarnya sama saja. Metoda dasar pengaturan daya listrik ke beban . Banyak cara menggantikan piranti trafo, atau penguat magnetik (magnetic amplifier, biasa disingkat dengan Megamp), dan rheostat, dengan piranti lain seperti transistor, tabung dan thermosistor.
B. Pembahasan
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian.
Multisim digunakan sebagai simulasi terhadap kegiatan praktikum ini. Di antara kegunaan software multisim yaitu kita dapat membuat simulasi rangkaian elektronika sesuai dengan keinginan kita. Di dalamnya kita dapat mengukur besarnya arus, hambatan, dan tegangan menggunakan icon-icon yang tersedia di menu software multisim.
Cara kerja software multisim yaitu:
1. Klik icon program multisim pada desktop.
2. Setelah jendela program multisim terbuka, mulailah merangkai komponen-komponen elektronika dengan cara mengeklik dua kali komponen yang dipilih.
3. Komponen-komponen elektronika akan muncul dalam keadaan bebas. Untuk menghubungkannya, klik ujung komponen yang satu kemudian hubungkan dengan ujung komponen yang lainnya kemudian lepaskan dengan mengekliknya dua kali.
4. Setelah komponen-komponen tersebut terakit, ukur nilai-nilai yang akan diukur (V, I, R) dengan menggunakan alat ukur yang sudah tersedia pada multisim dengan cara meletakan alat ukur tersebut diantara dua ujung komponen tersebut.
5. Setelah itu, simpan rangkaian yang sudah dibuat di menu file – save.
Arus Listrik
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.
Simbol: Q = muatan konstan
q = muatan tergantung satuan waktu
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb
1 coulomb = -6,24 x 1018 elektron
Secara matematis arus didefinisikan : I = dq/dt
Satuannya : Ampere (A)
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimana arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya.
Macam-macam arus :
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan nilai yang sama.
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perida waktu: T).
Tegangan
Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda potensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya. Keterkaitan antara kerja yang dilakukan sebenarnya adalah energi yang dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.
Secara matematis : V = dw/dq
Satuannya : Volt (V)
Dua istilah yang seringkali dipakai pada Rangkaian Listrik, yaitu:
1. Tegangan turun/ voltage drop
Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini
dari terminal A ke terminal B.
2. Tegangan naik/ voltage rise
Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini
dari terminal B ke terminal A.
Hambatan
Hambatan adalah hasil kali antara tegangan dengan arus, sehingga antara hambatan dengan tegangan dan arus berbanding lurus. Oleh karena itu, jika nilai hambatannya besar maka nilai tegangan dan arusnya juga besar.
Secara matematis hambatan dirumuskan R = V x I; dimana R: hambatan (ohm), V: tegangan (volt), dan I: arus (ampere).
B. rinsip kerja catu daya linear
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.
C. Penyearah (rectifier)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 1-2 berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.
Gambar 1-2 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif ke beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar 1-3.
Gambar 1-3 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor DC yang kecil atau lampu pijar DC, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan
ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.
Gambar 1-4 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengah filter C
Gambar 1-4 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar 1-5 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor.
Gambar 1-5 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus I yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL …....... (1)
dan tegangan DC ke beban adalah VDC = VM + Vr/2 ..... (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC .......... (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 - e -T/RC) ...... (4)
Jika T << vr =" VM(T/RC)" vr =" I" t="Tp," t =" Tp" f =" 1/50" t =" 1/2" tp =" 0.01" c =" I.T/Vr" 75 =" 6600">
ELEKTRONIKA
SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA
MENGGUNAKAN MULTISIM
Oleh:
Ahmad Shodik
NIM AIH008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Multisim, the world’s only interactive circuit simulator, memungkinkan user untuk merancang produk lebih baik dengan lebih sedikit waktu. Multisim meliputi satu dari semua versi terintegrasi dari Multicap, membuat perangkat (tool) ideal dengan cara meniru dari rangkaian yang sebenarnya. Multisim 9 juga menawarkan integrasi dengan National Instruments LabVIEW dan Signal Express mengijinkan user untuk untuk mengintegrasikan desain dan mencobanya. Featuring unparalleled ease-of-use and packed with unique and powerfull functions, Multisim merupakan satu sejarah yang mengesankan yang telah membuat simulator paling berhasil dalam industri dengan lebih dari 180.000 para pemakai di seluruh dunia.
B. Tujuan
1. Mengetahui tentang program simulasi pembuatan rangkain elektronika menggunakan software multisim.
2. Mengetahui fungsi program multisim.
3. Mengetahui cara kerja pembuatan simulasi rangkain elektronika menggunakan software multisim.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Rangkaian listrik terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya. Pembatasan elemen atau komponen listrik pada rangkaian listrik dapat dikelompokkan kedalam elemen atau komponen aktif dan pasif (saintek.uin-suka.ac.id).
Berbicara mengenai Rangkaian Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian itu sendiri, dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian. Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh. Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada teknik elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya seperti elektronika, sistem daya, sistem komputer, putaran mesin, dan teori kontrol (saintek.uin-suka.ac.id).
Membuat rangkaian elektronika tidaklah mudah, diperlukan suatu simulasi terlebih dahulu terhadap rangkaian elektronika yang akan dibuat agar rangkaian yang dibuat nantinya dapat bekerja optimal. Simulasi ini disamping menggambarkan rangkainnya juga memperhitungkan arus, daya, hambatan, tegangan, dsb yang ada dalam rangkaian tersebut, maka dari itu diperlukan suatu program khusus untuk membuat simulasi rangkaian elektronika ini.
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian (http://lab.binus.ac.id).
Penjelasan:
A. Title Bar, menunjukkan program yang aktif dan nama file yang telah disimpan. Tanda circuit 1 berarti kita belum menyimpan gambar kita.
B. Menu Bar, menunjukkan sejumlah perintah untuk semua fungsi kerja dari sofware multisim. Semakin banyak kita mengetahui fungsi dari setiap sub menu maka semakin efektif kita dalam mengoperasikan sofware multisim.
C. Standard toolbar, menunjukan tombol-tombol yang mewakili fungsi yang ada pada main menu yang sering digunakan.
D. Simulation toolbar, menunjukkan tombol-tombol untuk starting, stopping, dan fungsi simulasi lainnya.
E. Instruments toolbar, menunjukan tombol-tombol untuk setiap instrument seperti: AVO meter, osciloscop, dll.
F. Component toolbar, menunjukan tombol-tombol yang dapat membantu kita dalam memilih komponen-komponen.
G. Circuit window, menunjukan tempat kerja kita dimana rangkaian akan di desain.
H. Design toolbox, menunjukan navigasi tipe file yang berbeda yang telah kita buat. Kita dapat memilih file yang akan kita selesaikan tugasnya.
I. Spreadsheet view, membolehkan kita untuk melihat dan mengedit secara cepat parameter detail yang terdapat pada komponen seperti footprints, attribute dan designnya (multisim.htm).
A. Printed Circuit Board (PCB)
PCB adalah Papan Rangkaian Tercetak atau Printed Circuit Board merupakan suatu papan berlapis tembaga yang digunakan untuk memasang komponen elektronika. Lapisan tembaga berfungsi sebagai penghantar yang menghubungkan komponen satu dengan lainnya. Pembentukan jalur PCB dilakukan dengan cara eatching (pelarutan), dimana sebagian tembaga dilepaskan secara kimia dari suatu papan lapis tembaga kosong (blangko). Tembaga yang tersisa beserta alasnya itulah yang akan membentuk jalur pengawatan PCB. (TIM Penyusun,2008)
B. Diode
Diode adalah devais dua electrode yang berlaku sebagai konduktor satu arah. Diode tipe dasar adalah diode sambungan pn, yang terdiri atas bahan tipe p dan n yang dipisahkan oleh sambungan (junction) (Thomas Sri Widodo,2002). Dioda adalah alat elektronik berterminal dua. Aliran muatan tersebut hanya terjadi bila sebuah rangkaian listrik luar disediakan dan tenaga dibekalkan kepada alat tersebut. Kontrol aliran partikel dirampungkan dengan menggunakan sebuah tenaga luar yang dikesankan melalui dioda tersebut (Fisderald, 1981).
Diode adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P) dan secara fisik digambarkan :
Bias diode adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Apabila A diberi tegangan positif dan K diberi tegangan negative maka bias tersebut dikatakan bias maju (forward bias). Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode atau VA-VK > Vj dan selalu positif. Sebaliknya apabila A diberi tegangan negative dan K diberi tegangan positif, arus yang mengalir (IR) jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju (IF) diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan IF tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan IR yang cukup significant.
Diode Pertemuan PN
• Suatu pertemuan pn adalah kristal tunggal
semikonduktor yang pada satu sisinya mendapat
penyuntikan atom akseptor dan pada sisi yang lain
mendapat penyuntikan atom donor
• Pertemuan pn merupakan blok bangunan dasar (basic
building block) bagi piranti semikonduktor
• Diode pertemuan pn: pertemuan pn yang pada kedua
sisinya dilekatkan logam (metalurgical bond) sehingga
terdapat dua ujung logam yang merupakan terminal atau
elektrode, yakni anode pada sisi p dan katode pada
sisi n.
C. Transformator
Transformator memberikan cara yang sederhana untuk mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga lainnya. Jika transformator menerima energi pada tegangan rendah dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih tinggi, disebut transformator penaik (step up). Jika transformator diberi energi pada tegangan tertentu dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih rendah, disebut transformator penurun (step down). Setiap transformator dapat dioperasikan baik sebagai transformator penaik maupun penurun, tetapi transformator yang memang dirancang untuk suatu tegangan, harus digunakan untuk tegangan tersebut (Lister,1988).
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
1. Laptop
2. Charger
3. Terminal Listrik (Rol Kabel)
4. Software Multisim
B. Cara Kerja
1. Perhatikan arahan teknis pelaksanaan praktikum yang diberikan Asisten.
2. Perhatikan gambar rangkaian elektronika yang akan digambar Praktikan dari Asisten.
3. Mulailah menggambar rangkaian elektronika menggunakan multisim dengan menggunakan petunjuk-petunjuk yang telah diberikan Asisten kepada Praktikan.
4. Save gambar yang telah dibuat di salah satu folder/membuat folder baru.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
A. Pengertian Catu Daya
Catu daya elektronik (atau catu daya yang digunakan dalam elektronik) sering kali berarti sebagai pengubah (altering), pengendalian (controlling), atau pengaturan (regulating) daya listrik. Kata pengatur cukup padat artinya, termasuk penyearah gelombang (rectify), pengubah AC ke DC (invert), menghaluskan (regulasi), atau pengubah tingkat tegangan atau arus, dan beberapa teknik pengaturan juga terliput. Pengaturan penghantaran daya ke beban hanya dapat dilakukan dengan cara menyerap kelebihan daya tadi ke dalam piranti pengatur. Bila kita memperhatikan efisiensi energi, maka untuk mendapatkan hal ini kita perlu penelitian yang lebih mendalam.
Sebaliknya, ada teknik untuk mengatur daya beban tanpa meneimbulkan disipasi daya dalam piranti pengatur. Terlihat pada gambar 1-1. Mungkin masih ada lagi lainnya, tetapi pada dasarnya sama saja. Metoda dasar pengaturan daya listrik ke beban . Banyak cara menggantikan piranti trafo, atau penguat magnetik (magnetic amplifier, biasa disingkat dengan Megamp), dan rheostat, dengan piranti lain seperti transistor, tabung dan thermosistor.
B. Pembahasan
Multisim merupakan salah satu software simulasi yang digunakan di lingkungan sistem komputer. Pengenalan ini meliputi cara merangkai, simulasi, pengunaan AC analisis, transient analisis, serta contoh contoh rangkaian.
Multisim digunakan sebagai simulasi terhadap kegiatan praktikum ini. Di antara kegunaan software multisim yaitu kita dapat membuat simulasi rangkaian elektronika sesuai dengan keinginan kita. Di dalamnya kita dapat mengukur besarnya arus, hambatan, dan tegangan menggunakan icon-icon yang tersedia di menu software multisim.
Cara kerja software multisim yaitu:
1. Klik icon program multisim pada desktop.
2. Setelah jendela program multisim terbuka, mulailah merangkai komponen-komponen elektronika dengan cara mengeklik dua kali komponen yang dipilih.
3. Komponen-komponen elektronika akan muncul dalam keadaan bebas. Untuk menghubungkannya, klik ujung komponen yang satu kemudian hubungkan dengan ujung komponen yang lainnya kemudian lepaskan dengan mengekliknya dua kali.
4. Setelah komponen-komponen tersebut terakit, ukur nilai-nilai yang akan diukur (V, I, R) dengan menggunakan alat ukur yang sudah tersedia pada multisim dengan cara meletakan alat ukur tersebut diantara dua ujung komponen tersebut.
5. Setelah itu, simpan rangkaian yang sudah dibuat di menu file – save.
Arus Listrik
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.
Simbol: Q = muatan konstan
q = muatan tergantung satuan waktu
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb
1 coulomb = -6,24 x 1018 elektron
Secara matematis arus didefinisikan : I = dq/dt
Satuannya : Ampere (A)
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimana arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya.
Macam-macam arus :
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan nilai yang sama.
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perida waktu: T).
Tegangan
Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda potensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya. Keterkaitan antara kerja yang dilakukan sebenarnya adalah energi yang dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.
Secara matematis : V = dw/dq
Satuannya : Volt (V)
Dua istilah yang seringkali dipakai pada Rangkaian Listrik, yaitu:
1. Tegangan turun/ voltage drop
Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini
dari terminal A ke terminal B.
2. Tegangan naik/ voltage rise
Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini
dari terminal B ke terminal A.
Hambatan
Hambatan adalah hasil kali antara tegangan dengan arus, sehingga antara hambatan dengan tegangan dan arus berbanding lurus. Oleh karena itu, jika nilai hambatannya besar maka nilai tegangan dan arusnya juga besar.
Secara matematis hambatan dirumuskan R = V x I; dimana R: hambatan (ohm), V: tegangan (volt), dan I: arus (ampere).
B. rinsip kerja catu daya linear
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.
C. Penyearah (rectifier)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 1-2 berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.
Gambar 1-2 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif ke beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar 1-3.
Gambar 1-3 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor DC yang kecil atau lampu pijar DC, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan
ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.
Gambar 1-4 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengah filter C
Gambar 1-4 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar 1-5 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor.
Gambar 1-5 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus I yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL …....... (1)
dan tegangan DC ke beban adalah VDC = VM + Vr/2 ..... (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC .......... (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 - e -T/RC) ...... (4)
Jika T << vr =" VM(T/RC)" vr =" I" t="Tp," t =" Tp" f =" 1/50" t =" 1/2" tp =" 0.01" c =" I.T/Vr" 75 =" 6600">
laporan praktikum MEKANIKA FLUIDA ACARA 3
LAPORAN PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA
PENENTUAN KEHILANGAN HEAD ALIRAN DALAM PIPA LURUS (hf)
Oleh :
Ahmad Shodik
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Istilah Head loss muncul sejak diawalinya percobaan-percobaan hidrolika abad ke sembilan belas, yang sama dengan energi persatuan berat fluida. Namun perlu diingat bahwa arti fisik dari Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D. Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung kehilangan head aliran pada pipa (Hf).
II. TINJAUAN PUSTAKA
Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor. Mempergunakan persamaan keseimbangan energi dan asumsi aliran berkembang penuh (fully developed) sehingga koefisien energi kinetik a1 = a2 dan penampang konstan maka :
di mana : hl : Head loss mayor
Jika pipa horisontal, maka z2 = z1 , maka :
atau Dp /r = hl
Jadi Head loss mayor dapat dinyatakan sebagai kerugian tekanan aliran fluida berkembang penuh melalui pipa penampang konstan.
Penurunan tekanan untuk aliran laminer, berkembang penuh, pada pipa horisontal, dapat dihitung secara analitis, diperoleh :
dimana :
m : kekentalan atau viskositas fluida
sehingga dengan memasukkan konsep angka Reynold maka Head loss menjadi :
Penurunan tekanan Untuk aliran turbulen, tidak dapat dihitung secara analitis karena pengaruh turbulensi yang menimbulkan perubahan keacakan sifat fluida. Perubahan sifat fluida yang acak tersebut belum dapat didekati dengan fungsi matematis yang ada saat ini. Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D.
Head loss mayor dihitung dari persamaan Darcy-Weisbach :
dimana :
f : koefisien gesek
Nilai kekasaran relatif pipa merupakan fungsi diameter pipa dan bahan pipa dapat ditentukan secara empiris.
Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut:
1. Re < f =" 64/Re."> 2100, aliran tersebut hidraulicaly smooth atau turbulent smooth.
3. Re > 4000 atau e/d besar, disebut aliran turbulen rought.
4. Aliran berada pada dua kondisi 2 dan 3 disebut aliran transisi.
Berdasarkan kondisi di atas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel1. Rumus penetapan f
Jenis Aliran Rumus Penetapan f Kisaran Re
1. Laminer 64/Re Re<2100 f =" 0,361/Re0,25"> 4000
3. Transisi Re > 4000
4. Hydroulically tough atau wholly rought Re > 4000
Nilai koefisien f juga dapat diperoleh dengan menggunakan diagram Moody atau secara empiris dengan formula Darcy dan Hazen William.
Persamaan Manning
Persamaan Hazen William
Keterangan: n = koefisien Manning
CHW = koefisien Hazen Wiliam
Aliran laminer nilai koefisien gesek hanya fungsi angka Reynold, tidak dipengaruhi oleh kekasaran permukaan pipa. Namun dengan semakin tingginya angka Reynold koefisien gesekan hanya merupakan fungsi dari kekasaran relatif saja. Pada kondisi ini medan aliran dikatakan mencapai kekasaran penuh.
Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen, pipa halus dengan angka Reynold, Re < panjang =" 1" diameter =" 2" cm =" 0,02" re =" 40,76," f =" 64/Re." re =" 40,76." f =" 64/Re,">
MEKANIKA FLUIDA
PENENTUAN KEHILANGAN HEAD ALIRAN DALAM PIPA LURUS (hf)
Oleh :
Ahmad Shodik
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Istilah Head loss muncul sejak diawalinya percobaan-percobaan hidrolika abad ke sembilan belas, yang sama dengan energi persatuan berat fluida. Namun perlu diingat bahwa arti fisik dari Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D. Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung kehilangan head aliran pada pipa (Hf).
II. TINJAUAN PUSTAKA
Head loss adalah kehilangan energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satuan panjang yang bersesuaian.
Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor. Mempergunakan persamaan keseimbangan energi dan asumsi aliran berkembang penuh (fully developed) sehingga koefisien energi kinetik a1 = a2 dan penampang konstan maka :
di mana : hl : Head loss mayor
Jika pipa horisontal, maka z2 = z1 , maka :
atau Dp /r = hl
Jadi Head loss mayor dapat dinyatakan sebagai kerugian tekanan aliran fluida berkembang penuh melalui pipa penampang konstan.
Penurunan tekanan untuk aliran laminer, berkembang penuh, pada pipa horisontal, dapat dihitung secara analitis, diperoleh :
dimana :
m : kekentalan atau viskositas fluida
sehingga dengan memasukkan konsep angka Reynold maka Head loss menjadi :
Penurunan tekanan Untuk aliran turbulen, tidak dapat dihitung secara analitis karena pengaruh turbulensi yang menimbulkan perubahan keacakan sifat fluida. Perubahan sifat fluida yang acak tersebut belum dapat didekati dengan fungsi matematis yang ada saat ini. Perhitungan Head loss didasarkan pada hasil percobaan dan analisa dimensi. Penurunan tekanan untuk aliran turbulen adalah fungsi dari angka Reynold, Re, perbandingan panjang dan diameter pipa, L/D serta kekasaran relatif pipa, e/D.
Head loss mayor dihitung dari persamaan Darcy-Weisbach :
dimana :
f : koefisien gesek
Nilai kekasaran relatif pipa merupakan fungsi diameter pipa dan bahan pipa dapat ditentukan secara empiris.
Nilai f dipengaruhi bilangan reynold (Re) dan kekasaran relatif dinding pipa (e/d). Untuk menetapkan nilai f, harus diperhatikan kondisi berikut:
1. Re < f =" 64/Re."> 2100, aliran tersebut hidraulicaly smooth atau turbulent smooth.
3. Re > 4000 atau e/d besar, disebut aliran turbulen rought.
4. Aliran berada pada dua kondisi 2 dan 3 disebut aliran transisi.
Berdasarkan kondisi di atas, nilai f ditetapkan dengan rumus yang sesuai dengan jenis aliran seperti pada tabel berikut:
Tabel1. Rumus penetapan f
Jenis Aliran Rumus Penetapan f Kisaran Re
1. Laminer 64/Re Re<2100 f =" 0,361/Re0,25"> 4000
3. Transisi Re > 4000
4. Hydroulically tough atau wholly rought Re > 4000
Nilai koefisien f juga dapat diperoleh dengan menggunakan diagram Moody atau secara empiris dengan formula Darcy dan Hazen William.
Persamaan Manning
Persamaan Hazen William
Keterangan: n = koefisien Manning
CHW = koefisien Hazen Wiliam
Aliran laminer nilai koefisien gesek hanya fungsi angka Reynold, tidak dipengaruhi oleh kekasaran permukaan pipa. Namun dengan semakin tingginya angka Reynold koefisien gesekan hanya merupakan fungsi dari kekasaran relatif saja. Pada kondisi ini medan aliran dikatakan mencapai kekasaran penuh.
Mengingat perhitungan Head loss adalah perhitungan yang cukup panjang dan kenyataan aplikasi program komputer telah digunakan pada perencanaan suatu sistem perpipaan maka dibutuhkan persamaan matematika untuk menentukan koefisien gesek sebagai fungsi dari angka Reynold dan kekasaran relatif. Salah satunya adalah persamaan Blasius yang dapat digunakan pada aliran turbulen, pipa halus dengan angka Reynold, Re < panjang =" 1" diameter =" 2" cm =" 0,02" re =" 40,76," f =" 64/Re." re =" 40,76." f =" 64/Re,">
laporan praktikum MEKANIKA FLUIDA ACARA 2
LAPORAN PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA
BILANGAN REYNOLD
Oleh :
AHMAD SHODIK
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Aliran dapat diklasifikasikan dalam banyak bentuk, seperti turbulen dan laminer. Situasi aliran turbulen sangat sering terjadi dalam praktek perekayasaan, dalam aliran turbulen partikel-partikel massa molar yang kecil fluida bergerak dalam lintasan-lintasan yang sangat tidak teratur, dengan mengakibatkan pertukaran momentum dari satu bagian ke bagian lainnya dengan cara yang akak menyerupai perpindahan momentum molekular. Aliran laminer, partikel-partikel fluida bergerak sepanjang lintasan-lintasan yang halus serta lancar dalam lamina-lamina, dan satu lapisan meluncur pada lapisan yang bersebelahan.
Penetuan aliran tersebut bila dilihat secara kasat mata sangat sukar untuk dilaksanakan. Guna menentukan makna kelompok tanpa dimensi. Reynold melakukan eksperimennya mengenai aliran air melalui lubang kaca. Sebuah tabung kaca dipasang horizontal dengan satu ujungnya di dalam tangki dan sebuah katup pada ujung lainnya. Pada ujung hulu terpasang lubang masuk corong lonceng yang licin dengan jet warna yang diatur deikian sehingga arus zat waktu yang halus dapat disemprotkan di titik di setiap di depan corong lonceng tersebut.
Bilangan Reynold ini selanjutnya akan memudahkan untuk penentuan jenis aliran yang tejadi pada suatu saluran, baik saluran terbuka maupun saluran tetutup. Sehingga praktikan tidak perlu menerka-nerka jenis aliran pada suatu saluran.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung besarnya bilangan Reynold pada suatu aliran air.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh gaya inersia, gravitasi dan kekentalan (viskositas) dikenal sebagai bilangan reynold (Re) ditulis sebagai berikut.
Dimana: v = kecepatan rata-rata aliran (m/s)
l = panjang karakteristik (m)
h untuk aliran terbuka
d untuk aliran tertutup
v = viskositas kinematik (m2/s)
Aliran fluida di dalam fluida berdasarkan bilangan Reynold dibedakan menjadi aliran laminer, aliran transisi dan aliran turbulen. Dalam hal ini jika nilai Re kecil aliran akan meluncur di atas lapisan lain yang dikenal dengan aliran laminer, sedangkan jika aliran-aliran tadi terdapat garis edar tertentu yang dapat dilihat, aliran ini disebut aliran turbulen.
Nilai bilangan Reynold pada pipa atau saluran-saluran adalah sebagai berikut:
- Aliran laminer terjadi jika Re <> 4000
- Aliran transisi terjadi jika 2100 <> 1000
- Aliran transisi terjadi jika 500 < r =" jari-jari" re =" VDρ/μ" diameter =" 12" cm =" 0,12" t =" 10" v =" 280" ml =" 0,28" t =" 15" v =" 480" ml =" 0,48" panjang =" 1" diameter =" 2" cm =" 0,02" t =" 10" t =" 15" fluida =" 1000" absolut =" 1,519" re =" VDρ/μ."> 4000
Angka Reynold yang dihasilkan pada percobaan ini adalah sebesar 40,76. Berdasarkan referensi, jika Re <> 4000
3. Aliran pada percobaan ini adalah laminer, karena Re < 2100 (Re = 40,67).
DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga. Jakarta. Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto. Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova. Bandung. Welty, dkk. 2000. Dasar- Dasar Fenomena Transport Volume 1 Transfer Momentum Edisi ke-4. Erlangga: Jakarta. Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.
MEKANIKA FLUIDA
BILANGAN REYNOLD
Oleh :
AHMAD SHODIK
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Aliran dapat diklasifikasikan dalam banyak bentuk, seperti turbulen dan laminer. Situasi aliran turbulen sangat sering terjadi dalam praktek perekayasaan, dalam aliran turbulen partikel-partikel massa molar yang kecil fluida bergerak dalam lintasan-lintasan yang sangat tidak teratur, dengan mengakibatkan pertukaran momentum dari satu bagian ke bagian lainnya dengan cara yang akak menyerupai perpindahan momentum molekular. Aliran laminer, partikel-partikel fluida bergerak sepanjang lintasan-lintasan yang halus serta lancar dalam lamina-lamina, dan satu lapisan meluncur pada lapisan yang bersebelahan.
Penetuan aliran tersebut bila dilihat secara kasat mata sangat sukar untuk dilaksanakan. Guna menentukan makna kelompok tanpa dimensi. Reynold melakukan eksperimennya mengenai aliran air melalui lubang kaca. Sebuah tabung kaca dipasang horizontal dengan satu ujungnya di dalam tangki dan sebuah katup pada ujung lainnya. Pada ujung hulu terpasang lubang masuk corong lonceng yang licin dengan jet warna yang diatur deikian sehingga arus zat waktu yang halus dapat disemprotkan di titik di setiap di depan corong lonceng tersebut.
Bilangan Reynold ini selanjutnya akan memudahkan untuk penentuan jenis aliran yang tejadi pada suatu saluran, baik saluran terbuka maupun saluran tetutup. Sehingga praktikan tidak perlu menerka-nerka jenis aliran pada suatu saluran.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghitung besarnya bilangan Reynold pada suatu aliran air.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh gaya inersia, gravitasi dan kekentalan (viskositas) dikenal sebagai bilangan reynold (Re) ditulis sebagai berikut.
Dimana: v = kecepatan rata-rata aliran (m/s)
l = panjang karakteristik (m)
h untuk aliran terbuka
d untuk aliran tertutup
v = viskositas kinematik (m2/s)
Aliran fluida di dalam fluida berdasarkan bilangan Reynold dibedakan menjadi aliran laminer, aliran transisi dan aliran turbulen. Dalam hal ini jika nilai Re kecil aliran akan meluncur di atas lapisan lain yang dikenal dengan aliran laminer, sedangkan jika aliran-aliran tadi terdapat garis edar tertentu yang dapat dilihat, aliran ini disebut aliran turbulen.
Nilai bilangan Reynold pada pipa atau saluran-saluran adalah sebagai berikut:
- Aliran laminer terjadi jika Re <> 4000
- Aliran transisi terjadi jika 2100 <> 1000
- Aliran transisi terjadi jika 500 < r =" jari-jari" re =" VDρ/μ" diameter =" 12" cm =" 0,12" t =" 10" v =" 280" ml =" 0,28" t =" 15" v =" 480" ml =" 0,48" panjang =" 1" diameter =" 2" cm =" 0,02" t =" 10" t =" 15" fluida =" 1000" absolut =" 1,519" re =" VDρ/μ."> 4000
Angka Reynold yang dihasilkan pada percobaan ini adalah sebesar 40,76. Berdasarkan referensi, jika Re <> 4000
3. Aliran pada percobaan ini adalah laminer, karena Re < 2100 (Re = 40,67).
DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga. Jakarta. Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman. Purwokerto. Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova. Bandung. Welty, dkk. 2000. Dasar- Dasar Fenomena Transport Volume 1 Transfer Momentum Edisi ke-4. Erlangga: Jakarta. Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.
laporan praktikum MEKANIKA FLUIDA ACARA 1
LAPORAN PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA
DEBIT ALIRAN
Oleh :
Ahmad Shodik
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Analisis yang dilakukanpada saluran terbuka lebih sulit dibandingkan analisis yang dilakukan pada aliran dalam pipa dan pada umumnya analisis pada saluran terbuka menggunakan persamaan-persamaan empiris. Hal tersebut dilakukan karena analisis aliran pada saluran terbuka memiliki banyak variabel yang berubah-ubah dan tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel-variabel tersebut antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction), dan angin. Terdapat tiga persamaan konservasi untuk menyelesaikan analisis pada suatu aliran, yaitu persamaan konservasi massa, persamaan konservasi energi, dan persamaan konservasi momentum.
Perlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama arah horisontal maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah alur, dan kecepatan aliran dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada dasar alur.
Data mengenai debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui ketersediaan air, salah satu contohnya di tempat pengelolaan sumber daya air Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada. Besarnya ketersediaan air sebagai dasar alokasi air dapat diperoleh dengan peramalan debit aliran sungai, agar hasil peramalan debit aliran sungai memenuhi persyaratan diperlukan tata cara pengukuran debit air.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengukur debit aliran air pada saluran terbuka.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Debit aliran merupakan satuan untuk mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi di lapangan. Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumber daya air di suatu wilayah DAS ( Daerah Aliran Air ). Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada.( Soedradjat, S. 1983 ).
Prinsipnya adalah pengukuran luas penampang basah dan kecepatan aliran. Penampang basah (A) diperoleh dengan pengukuran lebar permukaan air dan pengukuran kedalaman dengan tongkat pengukur atau kabel pengukur. Kecepatan aliran dapat diukur dengan metode : metode current-meter dan metode apung.
( Wihantoro. 2006 ).
Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran (kecepatan arus). Ada dua tipe current meter yaitu tipe baling-baling (proppeler type) dan tipe canting (cup type). Oleh karena distribusi kecepatan aliran di sungai tidak sama baik arah vertikal maupun horisontal, maka pengukuran kecepatan aliran dengan alat ini tidak cukup pada satu titik. Debit aliran sungai dapat diukur dengan beberapa metode. Tidak semua metode pengukuran debit cocok digunakan. Pemilihan metode tergantung pada kondisi (jenis sungai, tingkat turbulensi aliran) dan tingkat ketelitian yang akan dicapai.
Kecepatan aliran air untuk saluran terbuka dinyatakan dalam unit volume/waktu. Secara sederhana volume air yang melewati saluran diestimasi waktu dengan cara menghitung kecepatan rata-rata air yang melewati suatu luasan penampang. Hal ini dinyatakan dalam formula berikut:
Q =AV
Dimana , Q = debit air (m3/s).
A = Luas Penampang (m2)
V = Kecepatan aliran fluida (m/s)
Kecepatan aliran air yang melewati penampang saluran terbuka pada kenyataannya tidak seragam dan tidak tetap, hal ini dipengaruhi oleh tingkat kekasaran dinding dan dasar saluran.
Gerak fluida dapat dinyatakan dengan mengikuti gerak tiap partikel di dalam fluida. Hal ini sulit dilakukan, karena koordinat X, Y, Z dari partikel fluida harus ditentukan terlebih dahulu sebagai fungsi dari waktu.
Leonard Euler (1907-1983), menyatakan bahwa rapat massa dan kecepatan pada tiap titik di dalam suatu ruang, akan berubah setiap waktu. Fluida sebagai rapat massa dan medan vektor kecepatan. Jika kecepatan tiap partikel fluida pada suatu titik tertentu adalah tetap, maka aliran tersebut bersifat lunak.
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
a. Alat
1. Pipa kaca terbuka
2. Penggaris
3. Stopwatch
4. Selang
5. Tempat penampung air
b. Bahan
1. Daun kering
2. Air
B. Cara Kerja
1. Pipa kaca terbuka dan alat penguji lainnya disiapkan.
2. Aliran air diatur.
3. Pipa kaca terbuka diukur mulai dari panjang, lebar dan tinggi diukur dan dicatat.
4. Stopwatch disiapkan.
5. Daun kering dialirkan di atas aliran.
6. Waktu daun kering mencapai batas akhir dicatat dan diulangi 3 x.
7. Luas dan kecepatan air dihitung.
8. Debit aliran dihitung.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Ukuran Saluran Terbuka
Panjang = 100,2 cm = 1,002 m
h = 6 cm = 0,06 m
Lebar = 6,1 cm = 0,061 m
Luas penampang = l x h
= 0,061 m x 0,06 m
= 0,37 m2
Waktu pengukuran
t1 = 72 s
t2 = 39 s
t3 = 51 s
Kecepatan Aliran
Debit Aliran
Q1 = A.V1
= 0,37 x 0,014
= 0,0051 m3/s
Q2 = A.V2
= 0,37 x 0,026
= 0,00962 m3/s
Q3 = A.V3
= 0,37 x 0,02
= 0.0074 m3/s
B. Pembahasan
Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan adalah meter kubik per sekon (m3/s). Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak, 2002).
Hasil yang diperoleh dari hasil pengulangan pada praktikum ini menunjukkan adanya perbedaan nilai antara pengulangan pertama, kedua dan ketiga. Pengulangan pertama memerlukan waktu 72 s, pengulangan kedua memerlukan waktu 39 s, sedangkan pengulangan ketiga memerlukan waktu 51 s. Perbedaan waktu ini menyebabkan nilai debit dari setiap pengulangan pun berbeda. Sehingga menghasilkan debit aliran pertama sebesar 0,0051 m3/s, debit aliran kedua sebesar 0,00962 m3/s.
Analisis aliran pada saluran terbuka memiliki banyak variabel yang berubah-ubah dan tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel-variabel tersebut antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction) dan angin. Terdapat tiga persamaan konservasi untuk menyelesaikan analisis pada suatu aliran, yaitu persamaan konservasi massa, persamaan konservasi energi dan persamaan konservasi momentum.
Aliran air yang mengalir pada percobaan ini, bisa disimpulkan merupakan aliran laminer. Hal ini dapat dilihat dari jalannya daun kering yang terapung di atas aliran air. Daun tersebut mengindikasikan bahwa bagian-bagian elememter dari air bergerak teratur dan menempati tempat yang relatif sama pada penampang-penampang berikutnya dan partikel-partikel fluida bergerak di sepanjang lintasan-lintasan lurus, sejajar dalam lapisan-lapisan. Keadaan ini dapat terjadi karena kekentalan fluida dalam aliran laminer sangat dominan sehingga mencegah setiap kecenderungan menuju kondisi turbulen.
Data mengenai debit aliran dapat dimanfaatkan untuk mengetahui ketersediaan air di suatu daerah aliran sungai (DAS). Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada. Peranan debit dalam bidang pertanian sangat penting, antara lain peranannya dalam bidang irigasi. Data debit suatu daerah akan memperjelas jumlah ketersediaan air, dari jumlah tersebut kita dapat menganalisis atau meramalkan apa yang harus dikembangkan pada daerah tersebut.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. kesimpulan
1. Terdapat perbedaan waktu pada tiap pengulangan praktikum sehingga menyebabkan perbedaan nilai debit pada masing-masing pengulangan.
2. Dilihat dari gerakan daun kering yang mengalir, aliran pada percobaan ini adalah aliran laminer.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi debit aliran air pada saluran terbuka antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction) dan angin.
4. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada.
B. saran
1. Praktikum sangat berguna untuk kehidupan sehari-hari, misalnya dalam membuat saluran air dengan menggunakan pipa dan juga digunakan pada sistem irigasi. Sehingga praktikum ini sangat penting untuk dilakukan agar mahasiswa mengetahui berapa debit dalam Daerah Aliran Sungai tersebut.
2. Pelaksanaan praktikum ini, perlu adanya penambahan alat, karena jumlah mahasiswa yang banyak sehingga diperlukan penambahan jumlah alat yang banyak juga, sehingga waktu yang digunakan tidak terbuang dengan sia-sia.
DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga, Jakarta.
Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.
Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova, Bandung.
Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.
Euler,Leonard. 1907-1983. Mekanika Fluida.Erlangga,Jakarta.
MEKANIKA FLUIDA
DEBIT ALIRAN
Oleh :
Ahmad Shodik
NIM A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Analisis yang dilakukanpada saluran terbuka lebih sulit dibandingkan analisis yang dilakukan pada aliran dalam pipa dan pada umumnya analisis pada saluran terbuka menggunakan persamaan-persamaan empiris. Hal tersebut dilakukan karena analisis aliran pada saluran terbuka memiliki banyak variabel yang berubah-ubah dan tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel-variabel tersebut antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction), dan angin. Terdapat tiga persamaan konservasi untuk menyelesaikan analisis pada suatu aliran, yaitu persamaan konservasi massa, persamaan konservasi energi, dan persamaan konservasi momentum.
Perlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama arah horisontal maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah alur, dan kecepatan aliran dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada dasar alur.
Data mengenai debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui ketersediaan air, salah satu contohnya di tempat pengelolaan sumber daya air Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada. Besarnya ketersediaan air sebagai dasar alokasi air dapat diperoleh dengan peramalan debit aliran sungai, agar hasil peramalan debit aliran sungai memenuhi persyaratan diperlukan tata cara pengukuran debit air.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengukur debit aliran air pada saluran terbuka.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Debit aliran merupakan satuan untuk mendekati nilai-nilai hidrologis proses yang terjadi di lapangan. Kemampuan pengukuran debit aliran sangat diperlukan untuk mengetahui potensi sumber daya air di suatu wilayah DAS ( Daerah Aliran Air ). Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada.( Soedradjat, S. 1983 ).
Prinsipnya adalah pengukuran luas penampang basah dan kecepatan aliran. Penampang basah (A) diperoleh dengan pengukuran lebar permukaan air dan pengukuran kedalaman dengan tongkat pengukur atau kabel pengukur. Kecepatan aliran dapat diukur dengan metode : metode current-meter dan metode apung.
( Wihantoro. 2006 ).
Current meter adalah alat untuk mengukur kecepatan aliran (kecepatan arus). Ada dua tipe current meter yaitu tipe baling-baling (proppeler type) dan tipe canting (cup type). Oleh karena distribusi kecepatan aliran di sungai tidak sama baik arah vertikal maupun horisontal, maka pengukuran kecepatan aliran dengan alat ini tidak cukup pada satu titik. Debit aliran sungai dapat diukur dengan beberapa metode. Tidak semua metode pengukuran debit cocok digunakan. Pemilihan metode tergantung pada kondisi (jenis sungai, tingkat turbulensi aliran) dan tingkat ketelitian yang akan dicapai.
Kecepatan aliran air untuk saluran terbuka dinyatakan dalam unit volume/waktu. Secara sederhana volume air yang melewati saluran diestimasi waktu dengan cara menghitung kecepatan rata-rata air yang melewati suatu luasan penampang. Hal ini dinyatakan dalam formula berikut:
Q =AV
Dimana , Q = debit air (m3/s).
A = Luas Penampang (m2)
V = Kecepatan aliran fluida (m/s)
Kecepatan aliran air yang melewati penampang saluran terbuka pada kenyataannya tidak seragam dan tidak tetap, hal ini dipengaruhi oleh tingkat kekasaran dinding dan dasar saluran.
Gerak fluida dapat dinyatakan dengan mengikuti gerak tiap partikel di dalam fluida. Hal ini sulit dilakukan, karena koordinat X, Y, Z dari partikel fluida harus ditentukan terlebih dahulu sebagai fungsi dari waktu.
Leonard Euler (1907-1983), menyatakan bahwa rapat massa dan kecepatan pada tiap titik di dalam suatu ruang, akan berubah setiap waktu. Fluida sebagai rapat massa dan medan vektor kecepatan. Jika kecepatan tiap partikel fluida pada suatu titik tertentu adalah tetap, maka aliran tersebut bersifat lunak.
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
a. Alat
1. Pipa kaca terbuka
2. Penggaris
3. Stopwatch
4. Selang
5. Tempat penampung air
b. Bahan
1. Daun kering
2. Air
B. Cara Kerja
1. Pipa kaca terbuka dan alat penguji lainnya disiapkan.
2. Aliran air diatur.
3. Pipa kaca terbuka diukur mulai dari panjang, lebar dan tinggi diukur dan dicatat.
4. Stopwatch disiapkan.
5. Daun kering dialirkan di atas aliran.
6. Waktu daun kering mencapai batas akhir dicatat dan diulangi 3 x.
7. Luas dan kecepatan air dihitung.
8. Debit aliran dihitung.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Ukuran Saluran Terbuka
Panjang = 100,2 cm = 1,002 m
h = 6 cm = 0,06 m
Lebar = 6,1 cm = 0,061 m
Luas penampang = l x h
= 0,061 m x 0,06 m
= 0,37 m2
Waktu pengukuran
t1 = 72 s
t2 = 39 s
t3 = 51 s
Kecepatan Aliran
Debit Aliran
Q1 = A.V1
= 0,37 x 0,014
= 0,0051 m3/s
Q2 = A.V2
= 0,37 x 0,026
= 0,00962 m3/s
Q3 = A.V3
= 0,37 x 0,02
= 0.0074 m3/s
B. Pembahasan
Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan adalah meter kubik per sekon (m3/s). Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak, 2002).
Hasil yang diperoleh dari hasil pengulangan pada praktikum ini menunjukkan adanya perbedaan nilai antara pengulangan pertama, kedua dan ketiga. Pengulangan pertama memerlukan waktu 72 s, pengulangan kedua memerlukan waktu 39 s, sedangkan pengulangan ketiga memerlukan waktu 51 s. Perbedaan waktu ini menyebabkan nilai debit dari setiap pengulangan pun berbeda. Sehingga menghasilkan debit aliran pertama sebesar 0,0051 m3/s, debit aliran kedua sebesar 0,00962 m3/s.
Analisis aliran pada saluran terbuka memiliki banyak variabel yang berubah-ubah dan tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel-variabel tersebut antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction) dan angin. Terdapat tiga persamaan konservasi untuk menyelesaikan analisis pada suatu aliran, yaitu persamaan konservasi massa, persamaan konservasi energi dan persamaan konservasi momentum.
Aliran air yang mengalir pada percobaan ini, bisa disimpulkan merupakan aliran laminer. Hal ini dapat dilihat dari jalannya daun kering yang terapung di atas aliran air. Daun tersebut mengindikasikan bahwa bagian-bagian elememter dari air bergerak teratur dan menempati tempat yang relatif sama pada penampang-penampang berikutnya dan partikel-partikel fluida bergerak di sepanjang lintasan-lintasan lurus, sejajar dalam lapisan-lapisan. Keadaan ini dapat terjadi karena kekentalan fluida dalam aliran laminer sangat dominan sehingga mencegah setiap kecenderungan menuju kondisi turbulen.
Data mengenai debit aliran dapat dimanfaatkan untuk mengetahui ketersediaan air di suatu daerah aliran sungai (DAS). Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumberdaya air permukaan yang ada. Peranan debit dalam bidang pertanian sangat penting, antara lain peranannya dalam bidang irigasi. Data debit suatu daerah akan memperjelas jumlah ketersediaan air, dari jumlah tersebut kita dapat menganalisis atau meramalkan apa yang harus dikembangkan pada daerah tersebut.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. kesimpulan
1. Terdapat perbedaan waktu pada tiap pengulangan praktikum sehingga menyebabkan perbedaan nilai debit pada masing-masing pengulangan.
2. Dilihat dari gerakan daun kering yang mengalir, aliran pada percobaan ini adalah aliran laminer.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi debit aliran air pada saluran terbuka antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction) dan angin.
4. Debit aliran dapat dijadikan sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada.
B. saran
1. Praktikum sangat berguna untuk kehidupan sehari-hari, misalnya dalam membuat saluran air dengan menggunakan pipa dan juga digunakan pada sistem irigasi. Sehingga praktikum ini sangat penting untuk dilakukan agar mahasiswa mengetahui berapa debit dalam Daerah Aliran Sungai tersebut.
2. Pelaksanaan praktikum ini, perlu adanya penambahan alat, karena jumlah mahasiswa yang banyak sehingga diperlukan penambahan jumlah alat yang banyak juga, sehingga waktu yang digunakan tidak terbuang dengan sia-sia.
DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga, Jakarta.
Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.
Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova, Bandung.
Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.
Euler,Leonard. 1907-1983. Mekanika Fluida.Erlangga,Jakarta.
laporan praktikum MEKANIKA FLUIDA ACARA 4
LAPORAN PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA
PERSAMAAN BERNOULLI
Oleh :
AHMAD SHODIK
A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.
Persamaan Bernoulli dapat diterapkan pada aliran fluida dalam nozel karena tidak terdapat separasi aliran dan lapisan batas (boundary layer) alirannya masih tipis serta pengaruh gesekan dapat diabaikan. Demikian pula pada siphon dengan pipa amat panjang, juga pada aliran terbuka yang tidak ditemui adanya gejolak aliran yg signifikan (hydraulic jump).
Persamaan Bernoulli umumnya tidak dapat diterapkan pada aliran fluida dalam perubahan penampang yang kontras (sudden expansion / sudden enlargement), pada aliran dalam mesin-mesin fluida yang searah serta pada aliran udara yang melalui elemen pemanas ataupun yang pengaruh kompresibilitasnya tinggi.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menentukan tekanan dan kecepatan aliran dalam pipa yang tidak merata.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Konstanta integrasi (yang disebut konstanta Bernoulli) pada umumnya berubah dari satu garis aliran ke garis aliran lainnya tetapi tetap konstanta sepanjang suatu garis aliran dalam aliran stedy, tanpa gesekan tak mampu mampat. Kerja aliran adalah kerja bersih yang dilakukan oleh elemen fluida terhadap lingkungan ketika fluida tersebut mengalir, sebagai contoh bayangkan sebuah turbin yang terdiri dari satu satuan bersudut yang berputar bila fluida mengalir melaluinya, dengan melakukan torsi pada porosnya. Untuk perputaran yang kecil, jatuh tekanan melintasi sebuah sudut kali luas sudut yang terkena tekanan adalah gaya yang terhadap rotor, bila dikalikan dengan jarak dari titik pusat daya ke sumbu rotor maka diperoleh torsi. Kerja elemental yang dilakukan adalah ρδA ds oleh ρδA ds satuan fluida yang mengalir, oleh karena itu kerja per massa satuan ialah p/ρ.
Persamaan Bernoulli dapat diturunkan dari Persamaan Energi dan Hukum Thermodinamika I dengan kondisi khusus bahwa perubahan energi dalam fluida akan sama dengan perubahan energi panas persatuan massa fluida.
Persamaan Bernoulli akan diperoleh dari persamaan Euler dan persamaan Hukum II Newton dengan asumsi :
- aliran tunak (steady)
- aliran tak mampu mampat (incompressible)
- aliran tanpa gesekan ( inviscid/non viscous)
- aliran menurut garis arus ( sepanjang streamline)
dimana :
p : tekanan fluida ( Pa)
z : perubahan ketinggian ( m)
V : kecepatan fluida ( m/s)
C : konstan/tetap
Persamaan bernoulli pada dua titik pada suatu garis aliran aalah sebagai berikut.
................Persamaan 1
Persamaan ini menunjukkan bahwa sebenarnya beda energi potensial, energi aliran dan energi kinetik yang mempunyai arti dalam persamaan tersebut. Jadi Z1-Z2 tidak tergantung pada datum ketinggian tertentu, karena merupakan beda ketinggian kedua titik tersebut. Demikian pula p1/λ-p2/γ ialah beda tinggi tekanan yang dinyatakan dalam satuan panjang fluida yang mengalir dan titik diubah oleh
datum tekanan tertentu yang terpilih. Karena siku-siku kecepatan tidak linier maka datum tertentu.
Persamaan asumsi –asumsi yang mendasar persamaan Bernoulli:
1. Semua garis aliran bila berasal dari sebuah reservoar yang kadar energinya sama, maka konstanta integrasi tidak berubah dari satu garis aliran ke garis lainnya. Titik satu dan titik dua untuk menerapkan persamaan Bernoulli dapat dipilih sembarang yakni sembarang yakni tidak perlu pada garis yang sama.
2. Aliran suatu gas, seperti dalam sistem ventilasi yang perubahan tekanan hanya merupakan bagian kecil (beberapa persen) dari tekanan mutlak, maka gas tersebut dapat dianggap tidak mampu mampat, dapat digunakan persamaan 1 dengan berat berat jenis rata-rataγ.
3. Aliran tidak stedy (tak ajeg) dengan perubahan kondisi-kondisi yang terjadi secara berangsur-angsur, misalnya pengosongan suatu reservoar, maka dapat diterapkan persamaan Bernoulli tanpa kesalahan yang berarti.
4. Persamaan Bernoulli bermanfaat bermanfaat dalam analisis mengenai awal-awal fluida nyata dengan pertama-tama mengabaikan gesekan viskos guna mengoreksi persamaan teoritik tersebut agar sesuai dengan awal fisik yang sebenarnya.
Dari persaman kontinuitas (Persamaan 1) diperoleh persamaan berikut:
Keterengan: Q = Debit (m3/s)
A= Luas penampang pipa (m2)
V= Kecepatan aliran air (m/s)
Persamaan Bernoulli dapat diterapkan pada aliran fluida dalam nozel karena tidak terdapat separasi aliran dan lapisan batas (boundary layer) alirannya masih tipis serta pengaruh gesekan dapat diabaikan. Demikian pula pada siphon dengan pipa amat panjang, juga pada aliran terbuka yang tidak ditemui adanya gejolak aliran yg signifikan (hydraulic jump).
Persamaan Bernoulli umumnya tidak dapat diterapkan pada aliran fluida dalam perubahan penampang yang kontras (sudden expansion / sudden enlargement), pada aliran dalam mesin-mesin fluida yang searah serta pada aliran udara yang melalui elemen pemanas ataupun yang pengaruh kompresibilitasnya tinggi ( M > 0,3).
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. Pipa 1 inci
2. Pipa 3 inci
3. Air
4. Penggaris
5. Stopwatch
B. Cara Kerja
1. Aliran terbuka disiapkan (pada sungai) yang dibendung supaya merata.
2. Pipa ditenggelamkan hingga seluruh baginnya tidak keluar dari permukaan air.
3. Tekanan diukur pada pipa dengan melihat tinggi air pada pipa pengukur.
4. Hasil pengukuran dicatat dan dihitung dengan menggunakan persamaan Bernoulli untuk mengukur kecepatan aliran.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Hasil pengamatan
Percobaan 1
h1
h2
d1
d2
s
h1 = 9 cm = 0,09 m + 0,015 m = 0. 105 m
h2=6 cm = 0,06 m + 0,045 m = 0,105 m
d1 = 3 cm = 0,03 m
d2 = 9 cm = 0,09 m
s1 = 35,5 cm = 0,355 m
s2 = 32,5 cm = 0,325 m
t1 = 1/3 ttot = 1/3 .1,9 = 0,63 s
t2 = (1,9 – 0,63 ) s = 1,27 s
Percobaan 2
h2
h1
d1
s
h1 = 9 cm = 0,09 m + 0,045 m = 0,135 m
h2 = 8 cm = 0,08 m + 0,015 m = 0,095 m
d1 = 9 cm = 0,09 m
d2 = 3 cm = 0,03 m
s1 = 32,5 cm = 0,325 m
s2 = 35,5 cm = 0,355 m
t1 = 1/3 ttot = 1/3 . 0,9 = 0,3 s
t2 = (0,9 – 0,3 ) s = 0,6 s
2. Perhitungan
0,355
0,63
s1
t1
Percobaan 1
· 0,325
1,27
s2
t2
V1 = = = 0,56 m/s
· V2 = = = 0,26 m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,03)2 =¼ π 9 x 10-4 = 2,25 x 10-4 π = 7,06 x 10-4 m2
· A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,09)2= ¼ π 81 x 10-4 π = 63,58 x 10-4 m2
· Q1 = A1 x V1 = 7,06 x 10-4 . 0,56 = 3,95 x 10-4 m3/s
· Q2 = A2 x V2 = 63,58 x 10-4 . 0,26 = 16,53 x 10-4 m3/s
0,262 – 0,562
2 x 9,8
V22 – V12
2g
-0,246
19,6
Δh = Δp = + K1 0 = + K1
0 = + K1
0 = - 0,246 + K1
-k1 = - 0,246 → k1 = 0,246
0,325
0,3
s1
t1
Percobaan 2
· 0,355
0,6
s2
t2
V1 = = = 1,08 m/s
· V2 = = = 0,59 m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,09)2= ¼ π .81 x 10-4 = 20,25 x 10-4 m2
· A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,03)2 = ¼ π . 9 x 10-4 = 2,25 x 10-4 m2
· Q1 = A1 x V1 = 63,58 x 10-4 .1,08 = 68,67x 10-4 m3/s
· Q2 = A2 x V2 = 7,06 x 10-4 .0,59 = 4,17 x 10-4 m3/s
· V22 – V12
2g
0,592 – 1,082
2 x 9,8
Δh = Δp = + K2
0,04 = + K2
0,04 = -0,04175 + k2
-k2 = - 0,04175 – 0,04
k2 = 0,082
B.Pembahasan
Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.
Persamaan Bernoulli berlaku untuk aliran taktermampatkan (incompressible flow) dan untuk fluida termampatkan (compressible flow). Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida taktermampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak dan emulsi. Adapun aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara dan gas alam.
Perubahan tekanan dalam aliran fluida terjadi karena adanya perubahan ketinggian, perubahan kecepatan akibat perubahan penampang dan gesekan fluida. Pada aliran tanpa gesekan perubahan tekanan dapat dianalisa dengan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan perubahan tekanan ke dalam perubahan ketinggian dan perubahan kecepatan. Sehingga perhatian utama dalam menganalisa kondisi aliran nyata adalah pengaruh dari gesekan. Gesekan akan menimbulkan penurunan tekanan atau kehilangan tekanan dibandingkan dengan aliran tanpa gesekan. kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi pada katup-katup dan sambungan pada penampang yang tidak konstan.
Terdapat perbedaan yang nyata antara percobaan 1 dengan percobaan 2. Percobaan 1 dengan posisi gambar 1, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih besar dari nilai t2, h2, A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih besar dari v2. Percobaan 2 dengan posisi gambar 2, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih kecil dari nilai t2, h2, , A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih kecil dari v2. K1-2 pada percobaan 1 nilainya lebih besar dari pada nilai k1-2 pada percobaan 2. Begitu pula dengan waktu yang diperlukan, dengan posisi pipa seperti gambar 1 waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke ujung pipa lebih cepat daripada posoisi pipa seperti pada gambar 2. Percobaan 1 memerlukan waktu 1,9 s dan untuk percobaan 2 memerlukan waktu 0,9 s.
Hal ini terjadi karena nilai kecepatan berbanding terbalik dengan luas penampang. Sehingga pada debit yang sama, apabila luas penampang diperbesar, maka kecepatannya akan menurun, sebaliknya, jika luas penampang diperkecil maka kecepatan akan meningkat.
Saluran terbuka adalah suatu alur dimana air mengalir dengan permukaan bebas. Pada semua titik aliran tekanan pada permukaan bebas adalah sama yaitu tekanan atmosfer. Pipa yang mengalirkan air dengan permukaan babas dapat dianggap saluran terbuka. Karena tekanan pada permukaan air adalah tetap, sehingga aliran tidak disebabkan oleh perbedaan tekanan tetapi disebabkan oleh perbedaan energi potensial karena kemiringan dari saluran pipa.
Analisis yang dilakukan pada saluran terbuka lebih sulit dibandingkan analisis yang dilakukan pada aliran dalam pipa dan pada umumnya analisis pada saluran terbuka menggunakan persamaan-persamaan empiris. Hal tersebut dilakukan karena analisis aliran pada saluran terbuka memiliki banyak variabel yang berubah-ubah dan tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel-variabel tersebut antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction), dan angin.
Persamaan Bernoulli berhubungan dengan tekanan, kecepatan aliran dan ketinggian, dan merupakan turunan dari hukum kekekalan energi dalam kondisi steady, sifat incompressible dan pengaruh gesekan yang kecil. Persamaan Bernoulli dapat dikatakan bahwa pada tiap saat dan tiap posisi yang ditinjau dari suatu aliran didalam pipa tanpa gesekan yang tidak bergerak, akan mempunyai jumlah energi potensial, energi tekanan,dan energi kecepatan yang sama besarnya.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Persamaan Bernoulli berlaku untuk aliran taktermampatkan (incompressible flow) dan untuk fluida termampatkan (compressible flow).
2. Analisis aliran pada saluran terbuka dipengaruhi oleh penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran dan pertemuan saluran (junction).
3. Percobaan 1 dengan posisi gambar 1, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih besar dari nilai t2, h2, A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih besar dari v2.
4. Percobaan 2 dengan posisi gambar 2, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih kecil dari nilai t2, h2, , A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih kecil dari v2.
B. SARAN
Praktikum sangat berguna untuk kehidupan sehari-hari, misalnya dalam membuat saluran air dengan menggunakan pipa dan juga digunakan pada system irigasi. Sehingga praktikum ini sangat penting untuk dilakukan agar mahasiswa mengetahui fungsi dari persamaan bernoulli tersebut.
Sedangkan dalam pelaksanaan praktikum ini, perlu adanya penambahan alat, karena jumlah mahasiswa yang banyak sehingga diperlukan penambahan jumlah alat yang banyak juga, sehingga waktu yang digunakan tidak terbuang dengan sia-sia.
A. DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga, Jakarta.
Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.
Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova. Bandung.
Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.
Aninomous. 2008. Persamaan Bernoulli. (On-line). http://www.wikipedia.com. Diakses tanggal 21 juni 2008.
Halliday,D & Resnick,R. 1990. Fisika jilid 1. Erlangga, Jakarta.
Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita, Jakarta.
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta, Jakarta.
MEKANIKA FLUIDA
PERSAMAAN BERNOULLI
Oleh :
AHMAD SHODIK
A1H008029
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2009
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.
Persamaan Bernoulli dapat diterapkan pada aliran fluida dalam nozel karena tidak terdapat separasi aliran dan lapisan batas (boundary layer) alirannya masih tipis serta pengaruh gesekan dapat diabaikan. Demikian pula pada siphon dengan pipa amat panjang, juga pada aliran terbuka yang tidak ditemui adanya gejolak aliran yg signifikan (hydraulic jump).
Persamaan Bernoulli umumnya tidak dapat diterapkan pada aliran fluida dalam perubahan penampang yang kontras (sudden expansion / sudden enlargement), pada aliran dalam mesin-mesin fluida yang searah serta pada aliran udara yang melalui elemen pemanas ataupun yang pengaruh kompresibilitasnya tinggi.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menentukan tekanan dan kecepatan aliran dalam pipa yang tidak merata.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Konstanta integrasi (yang disebut konstanta Bernoulli) pada umumnya berubah dari satu garis aliran ke garis aliran lainnya tetapi tetap konstanta sepanjang suatu garis aliran dalam aliran stedy, tanpa gesekan tak mampu mampat. Kerja aliran adalah kerja bersih yang dilakukan oleh elemen fluida terhadap lingkungan ketika fluida tersebut mengalir, sebagai contoh bayangkan sebuah turbin yang terdiri dari satu satuan bersudut yang berputar bila fluida mengalir melaluinya, dengan melakukan torsi pada porosnya. Untuk perputaran yang kecil, jatuh tekanan melintasi sebuah sudut kali luas sudut yang terkena tekanan adalah gaya yang terhadap rotor, bila dikalikan dengan jarak dari titik pusat daya ke sumbu rotor maka diperoleh torsi. Kerja elemental yang dilakukan adalah ρδA ds oleh ρδA ds satuan fluida yang mengalir, oleh karena itu kerja per massa satuan ialah p/ρ.
Persamaan Bernoulli dapat diturunkan dari Persamaan Energi dan Hukum Thermodinamika I dengan kondisi khusus bahwa perubahan energi dalam fluida akan sama dengan perubahan energi panas persatuan massa fluida.
Persamaan Bernoulli akan diperoleh dari persamaan Euler dan persamaan Hukum II Newton dengan asumsi :
- aliran tunak (steady)
- aliran tak mampu mampat (incompressible)
- aliran tanpa gesekan ( inviscid/non viscous)
- aliran menurut garis arus ( sepanjang streamline)
dimana :
p : tekanan fluida ( Pa)
z : perubahan ketinggian ( m)
V : kecepatan fluida ( m/s)
C : konstan/tetap
Persamaan bernoulli pada dua titik pada suatu garis aliran aalah sebagai berikut.
................Persamaan 1
Persamaan ini menunjukkan bahwa sebenarnya beda energi potensial, energi aliran dan energi kinetik yang mempunyai arti dalam persamaan tersebut. Jadi Z1-Z2 tidak tergantung pada datum ketinggian tertentu, karena merupakan beda ketinggian kedua titik tersebut. Demikian pula p1/λ-p2/γ ialah beda tinggi tekanan yang dinyatakan dalam satuan panjang fluida yang mengalir dan titik diubah oleh
datum tekanan tertentu yang terpilih. Karena siku-siku kecepatan tidak linier maka datum tertentu.
Persamaan asumsi –asumsi yang mendasar persamaan Bernoulli:
1. Semua garis aliran bila berasal dari sebuah reservoar yang kadar energinya sama, maka konstanta integrasi tidak berubah dari satu garis aliran ke garis lainnya. Titik satu dan titik dua untuk menerapkan persamaan Bernoulli dapat dipilih sembarang yakni sembarang yakni tidak perlu pada garis yang sama.
2. Aliran suatu gas, seperti dalam sistem ventilasi yang perubahan tekanan hanya merupakan bagian kecil (beberapa persen) dari tekanan mutlak, maka gas tersebut dapat dianggap tidak mampu mampat, dapat digunakan persamaan 1 dengan berat berat jenis rata-rataγ.
3. Aliran tidak stedy (tak ajeg) dengan perubahan kondisi-kondisi yang terjadi secara berangsur-angsur, misalnya pengosongan suatu reservoar, maka dapat diterapkan persamaan Bernoulli tanpa kesalahan yang berarti.
4. Persamaan Bernoulli bermanfaat bermanfaat dalam analisis mengenai awal-awal fluida nyata dengan pertama-tama mengabaikan gesekan viskos guna mengoreksi persamaan teoritik tersebut agar sesuai dengan awal fisik yang sebenarnya.
Dari persaman kontinuitas (Persamaan 1) diperoleh persamaan berikut:
Keterengan: Q = Debit (m3/s)
A= Luas penampang pipa (m2)
V= Kecepatan aliran air (m/s)
Persamaan Bernoulli dapat diterapkan pada aliran fluida dalam nozel karena tidak terdapat separasi aliran dan lapisan batas (boundary layer) alirannya masih tipis serta pengaruh gesekan dapat diabaikan. Demikian pula pada siphon dengan pipa amat panjang, juga pada aliran terbuka yang tidak ditemui adanya gejolak aliran yg signifikan (hydraulic jump).
Persamaan Bernoulli umumnya tidak dapat diterapkan pada aliran fluida dalam perubahan penampang yang kontras (sudden expansion / sudden enlargement), pada aliran dalam mesin-mesin fluida yang searah serta pada aliran udara yang melalui elemen pemanas ataupun yang pengaruh kompresibilitasnya tinggi ( M > 0,3).
III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
1. Pipa 1 inci
2. Pipa 3 inci
3. Air
4. Penggaris
5. Stopwatch
B. Cara Kerja
1. Aliran terbuka disiapkan (pada sungai) yang dibendung supaya merata.
2. Pipa ditenggelamkan hingga seluruh baginnya tidak keluar dari permukaan air.
3. Tekanan diukur pada pipa dengan melihat tinggi air pada pipa pengukur.
4. Hasil pengukuran dicatat dan dihitung dengan menggunakan persamaan Bernoulli untuk mengukur kecepatan aliran.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Hasil pengamatan
Percobaan 1
h1
h2
d1
d2
s
h1 = 9 cm = 0,09 m + 0,015 m = 0. 105 m
h2=6 cm = 0,06 m + 0,045 m = 0,105 m
d1 = 3 cm = 0,03 m
d2 = 9 cm = 0,09 m
s1 = 35,5 cm = 0,355 m
s2 = 32,5 cm = 0,325 m
t1 = 1/3 ttot = 1/3 .1,9 = 0,63 s
t2 = (1,9 – 0,63 ) s = 1,27 s
Percobaan 2
h2
h1
d1
s
h1 = 9 cm = 0,09 m + 0,045 m = 0,135 m
h2 = 8 cm = 0,08 m + 0,015 m = 0,095 m
d1 = 9 cm = 0,09 m
d2 = 3 cm = 0,03 m
s1 = 32,5 cm = 0,325 m
s2 = 35,5 cm = 0,355 m
t1 = 1/3 ttot = 1/3 . 0,9 = 0,3 s
t2 = (0,9 – 0,3 ) s = 0,6 s
2. Perhitungan
0,355
0,63
s1
t1
Percobaan 1
· 0,325
1,27
s2
t2
V1 = = = 0,56 m/s
· V2 = = = 0,26 m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,03)2 =¼ π 9 x 10-4 = 2,25 x 10-4 π = 7,06 x 10-4 m2
· A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,09)2= ¼ π 81 x 10-4 π = 63,58 x 10-4 m2
· Q1 = A1 x V1 = 7,06 x 10-4 . 0,56 = 3,95 x 10-4 m3/s
· Q2 = A2 x V2 = 63,58 x 10-4 . 0,26 = 16,53 x 10-4 m3/s
0,262 – 0,562
2 x 9,8
V22 – V12
2g
-0,246
19,6
Δh = Δp = + K1 0 = + K1
0 = + K1
0 = - 0,246 + K1
-k1 = - 0,246 → k1 = 0,246
0,325
0,3
s1
t1
Percobaan 2
· 0,355
0,6
s2
t2
V1 = = = 1,08 m/s
· V2 = = = 0,59 m/s
· A1 = ¼ π d12 = ¼ π (0,09)2= ¼ π .81 x 10-4 = 20,25 x 10-4 m2
· A2 = ¼ π d22 = ¼ π (0,03)2 = ¼ π . 9 x 10-4 = 2,25 x 10-4 m2
· Q1 = A1 x V1 = 63,58 x 10-4 .1,08 = 68,67x 10-4 m3/s
· Q2 = A2 x V2 = 7,06 x 10-4 .0,59 = 4,17 x 10-4 m3/s
· V22 – V12
2g
0,592 – 1,082
2 x 9,8
Δh = Δp = + K2
0,04 = + K2
0,04 = -0,04175 + k2
-k2 = - 0,04175 – 0,04
k2 = 0,082
B.Pembahasan
Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.
Persamaan Bernoulli berlaku untuk aliran taktermampatkan (incompressible flow) dan untuk fluida termampatkan (compressible flow). Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida taktermampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak dan emulsi. Adapun aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara dan gas alam.
Perubahan tekanan dalam aliran fluida terjadi karena adanya perubahan ketinggian, perubahan kecepatan akibat perubahan penampang dan gesekan fluida. Pada aliran tanpa gesekan perubahan tekanan dapat dianalisa dengan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan perubahan tekanan ke dalam perubahan ketinggian dan perubahan kecepatan. Sehingga perhatian utama dalam menganalisa kondisi aliran nyata adalah pengaruh dari gesekan. Gesekan akan menimbulkan penurunan tekanan atau kehilangan tekanan dibandingkan dengan aliran tanpa gesekan. kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi pada katup-katup dan sambungan pada penampang yang tidak konstan.
Terdapat perbedaan yang nyata antara percobaan 1 dengan percobaan 2. Percobaan 1 dengan posisi gambar 1, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih besar dari nilai t2, h2, A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih besar dari v2. Percobaan 2 dengan posisi gambar 2, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih kecil dari nilai t2, h2, , A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih kecil dari v2. K1-2 pada percobaan 1 nilainya lebih besar dari pada nilai k1-2 pada percobaan 2. Begitu pula dengan waktu yang diperlukan, dengan posisi pipa seperti gambar 1 waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke ujung pipa lebih cepat daripada posoisi pipa seperti pada gambar 2. Percobaan 1 memerlukan waktu 1,9 s dan untuk percobaan 2 memerlukan waktu 0,9 s.
Hal ini terjadi karena nilai kecepatan berbanding terbalik dengan luas penampang. Sehingga pada debit yang sama, apabila luas penampang diperbesar, maka kecepatannya akan menurun, sebaliknya, jika luas penampang diperkecil maka kecepatan akan meningkat.
Saluran terbuka adalah suatu alur dimana air mengalir dengan permukaan bebas. Pada semua titik aliran tekanan pada permukaan bebas adalah sama yaitu tekanan atmosfer. Pipa yang mengalirkan air dengan permukaan babas dapat dianggap saluran terbuka. Karena tekanan pada permukaan air adalah tetap, sehingga aliran tidak disebabkan oleh perbedaan tekanan tetapi disebabkan oleh perbedaan energi potensial karena kemiringan dari saluran pipa.
Analisis yang dilakukan pada saluran terbuka lebih sulit dibandingkan analisis yang dilakukan pada aliran dalam pipa dan pada umumnya analisis pada saluran terbuka menggunakan persamaan-persamaan empiris. Hal tersebut dilakukan karena analisis aliran pada saluran terbuka memiliki banyak variabel yang berubah-ubah dan tidak teratur terhadap ruang dan waktu. Variabel-variabel tersebut antara lain penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran, pertemuan saluran (junction), dan angin.
Persamaan Bernoulli berhubungan dengan tekanan, kecepatan aliran dan ketinggian, dan merupakan turunan dari hukum kekekalan energi dalam kondisi steady, sifat incompressible dan pengaruh gesekan yang kecil. Persamaan Bernoulli dapat dikatakan bahwa pada tiap saat dan tiap posisi yang ditinjau dari suatu aliran didalam pipa tanpa gesekan yang tidak bergerak, akan mempunyai jumlah energi potensial, energi tekanan,dan energi kecepatan yang sama besarnya.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. KESIMPULAN
1. Persamaan Bernoulli berlaku untuk aliran taktermampatkan (incompressible flow) dan untuk fluida termampatkan (compressible flow).
2. Analisis aliran pada saluran terbuka dipengaruhi oleh penampang saluran, kekasaran permukaan saluran, kemiringan saluran, debit aliran, kecepatan aliran dan pertemuan saluran (junction).
3. Percobaan 1 dengan posisi gambar 1, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih besar dari nilai t2, h2, A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih besar dari v2.
4. Percobaan 2 dengan posisi gambar 2, nilai t1, h1, A1 dan Q1 lebih kecil dari nilai t2, h2, , A2 dan Q2, sedangkan untuk v1 nilainya lebih kecil dari v2.
B. SARAN
Praktikum sangat berguna untuk kehidupan sehari-hari, misalnya dalam membuat saluran air dengan menggunakan pipa dan juga digunakan pada system irigasi. Sehingga praktikum ini sangat penting untuk dilakukan agar mahasiswa mengetahui fungsi dari persamaan bernoulli tersebut.
Sedangkan dalam pelaksanaan praktikum ini, perlu adanya penambahan alat, karena jumlah mahasiswa yang banyak sehingga diperlukan penambahan jumlah alat yang banyak juga, sehingga waktu yang digunakan tidak terbuang dengan sia-sia.
A. DAFTAR PUSTAKA
Haliday, D. 1996. Fisika 2. Erlangga, Jakarta.
Tim penyusun. 2008. Modul Praktikum Mekanika Fluida. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.
Soedradjat, S. 1983. Mekanika Fluida dan Hidrolika.Nova. Bandung.
Wihantoro. 2006. Fisika Dasar Universitas. Universitas Jenderal soedirman, Purwokerto.
Aninomous. 2008. Persamaan Bernoulli. (On-line). http://www.wikipedia.com. Diakses tanggal 21 juni 2008.
Halliday,D & Resnick,R. 1990. Fisika jilid 1. Erlangga, Jakarta.
Sosrodarsono, Ir. Suyono, Cs. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan. Penerbit Pradnya
Paramita, Jakarta.
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika untuk Perguruan Tinggi. Rineka Cipta, Jakarta.
laporan praktikum elektronika dasar
BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kapasitor banyak penerapannya pada rangkaian listrik.
Kapasitor digunakan untuk menyetel sirkuit radio dan untuk memuluskan jalan arus terrektifikasi yang berasal dari sumber tenaga listrik.Kapasitor dipakai untuk mencegah adanya bunga api pada waktu sebuah rangkaian yang mengandung induktansi tiba-tiba dibuka. Efisiensi tranmisi daya arus bolak-balik sering dapat dinaikan dengan menggunakan kapasitor besar.
Kapasitansi C sebuah kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan besar muatan Q pada salah satu konduktornya terhadap besar beda potensial Vab anatara kedua konduktor tersebut :
C = Q / Vab
Maka berdasarkan definisi ini, satuan kapasitansi ialah satu coulomb per volt atau ( 1 C V-1 ). Kapasitansi sebesar 1 coulomb per volt disebut 1 farad.
B. Tujuan
1. Mengetahui jenis alat ukur yang digunakan dalam pengukuran besaran listrik.
2. Mengetahui cara pengukuran besaran listrik (tahanan, tegangan, dan arus )
3. Menetahui beberapa komponen pasif dan cara pengukuran komponen pasif.
BAB II
DASAR TEORI
Untuk mempelajari elektronika maka dibutuhkan alat-alat ukur elektronika untuk menganalisa besaran-besaran elektronika. Piranti dan alat ukur yang digunakan dalam praktikum-praktikum antara lain multimeter, osciloscope, dan signal generator. Di bawah ini penjelasan mengenai alat-alat yang disebutkan di atas :
a. Multimeter
Multimeter juga disebut Avometer terdiri dari amperemeter, ohmmeter, dan voltmeter, bahkan ada pula yang dilengkapi dengan kemampuan mengukur βdc transistor dan nilai kapasitansi. Satu hal yang penting yaitu batas ukur dari multimeter pada saat melakukan pengukuran.
b. Osciloscope
Osciloscope adalah alat yang dapat mengukur besaran-besaran elektronika seperti tegangan AC ataupun DC, frekuensi suatu sumber tegangan AC dan beda fasa antara dua sumber tegangan yang berlainan, bahkan kita dapat melihat bentuk isyarat tegangan terhadap waktu. Pola-pola gelombangisyarat yang terlihat pada layer oscilloscope sebenarnya adalah tumbukan-tumbukan electron yang lepas dari sumber electron di dalam tabung dengan layer, yang diatur sedemikian rupa oleh medan-medan yang dihasilkan keeping-keping sejajar horizontal dan vertical. Keping-keping ini menimbulkan medan listrik yang besarnya tergantung pada tegangan inputnya, sehingga bila ada electron yang melewati diantara keduanya akan dibelokkan sesuai dengan besar tegangan inputnya sehingga pada layer akan terlihat pola-pola dari isyarat masukan.
c. Signal Generator
Signal generator adalh piranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk sinusoida ataupun square yang dapat diatur frekuensinya.
d. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika yang bersifat menahan arus listrik. Resistor dibagi menjadi dua kategori, yaitu: fixed resistor (tetap) dan variable resistor (berubah-ubah). Resistor yang terbuat dari dari karbon terdiri dari kode warna yang menunjukan besarnya nilai dari hambatan itu sendiri. Di bawah ini adalah table warna dan nilai resistor :
Warna Nilai Toleransi
Hitam 0
Coklat 1 ±1%
Merah 2 ±2%
Jingga 3
Kuning 4
Hijau 5
Biru 6
Ungu 7
Abu-abu 8
Putih 9
Emas - ±5%
Perak - ±10%
polos - ±20%
e. Kapasitor
Kapasitor merupakan salah satu komponen yang terpenting dalam elektronika Karena mempunyai sifat:
1. Dapat menyimpan muatan listrik
2. Dapat menahan arus searah
3. Dapat melewatkan atau meneruskan arus bolak balik
Kapasitor banyak penerapannya pada rangkaian listrik. Kapasitor digunakan untuk menyetel sirkuit radio dan untuk memuluskan jalan arus terrektifikasi yang berasal dari sumber tenaga listrik. Kapasitor dipakai untuk mencegah adanya bunga api pada waktu sebuah rangkaian yang mengandung induktansi tiba-tiba dibuka. Efisiensi tranmisi daya arus bolak-balik sering dapat dinaikan dengan menggunakan kapasitor besar.
Kapasitansi C sebuah kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan besar muatan Q pada salah satu konduktornya terhadap besar beda potensial Vab anatara kedua konduktor tersebut :
C = Q / Vab
Maka berdasarkan definisi ini, satuan kapasitansi ialah satu coulomb per volt atau ( 1 C V-1 ). Kapasitansi sebesar 1 coulomb per volt disebut 1 farad.
BAB III
MATERI DAN METODE
A. Alat dan Bahan
1. Multimeter analogi
2. Multimeter digital
3. Kapasitansi meter
4. Resistor
5. Potensio meter, LDR
6. Papan peraga
7. Catudaya
8. Kabel jumper
B. Cara Kerja
1. Pembacaan kode dan pengukuran tahanan (resistor)
A. Fixed resistor (rasio tetap)
1. Perhatikan bentuk resistor yang ada di papan oeraga, dan lakukan pembacaan nilai tahanan yang tertera pada bodi resistor tersebut
2. Ukur besarnya tahanan tersebut menggunakan ohmmeter
3. Dengan resistor yang tersedia dipapan peraga, ukur besarnya tahanan pada titik AB, BC, dan AC
4. Bandingkan hasil pengukuran pada titik BC dan AC dengan hasil perhitungan
B. Variabel Resistor (potensio)
1. Perhatikan bentuk potensio yang ada sipapan peraga, catat kode yang tertera pada bodi resistor tersebut dan ukur tahanan pada titik AC.
2. Lakukan pengukuran nilai tahanan pada posisi ¼, ½ , ¾ dan 1 putaran
3. Catat hasil pengukuran dan buatlah grafik dari hasil pengukuran tersebut
C. Photoresistor (LDR)
1. Perhatikan bentuk LDR yang ada di papan peraga
2. Ukur besarnya tahanan saat LDR tersebut terkena cahaya dan saat tidak terkena cahaya
2. Pembacaan kode dan pengukuran kapasitor
1. Rangkaikan kapasitor pada papan breadboard
2. Mengukur besarnya kapasitor pada titik AB, BC, dan AC
3. Pengukuran tegangan DC dan AC
A. Pengukuran tegangan DC (searah)
1. Ambil sebuah catudaya
2. Mengatur potensio yang terdapat pada catudaya dan ukur tegangan yang dihasilkan
B. pengukuran tegangan DC pada rangkaian
1. Rangkaikan rangkaian dibawah ini pada breadboard
2. mengukur tegangan tegangan pada titik AB, BC, dan AC
3. Catat besarnya resistor yang terpasang, bandingkan hasil pengukuran dengan hasil pembahasan
4. mengukur tegangan pada LDR dan LED pada saat dikenai cahaya dan tidak dikenai cahaya
C. Pengukuran tegangan AC ( bolak-balik )
1. memperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten
2. ambil sebuah trafo step down dan ukur tegangan pada bagian lilitan sekundernya
BAB IV
HASIL
1. Pembacaan kode dan pengukuran tahanan (Resistor)
a. Fixed resistor (Resistor tetap)
NO KODE WARNA PEMBACAAN PENGUKURAN
1 Coklat, merah,coklat, emas 110Ω 120 ± 5%
2 Merah, ungu, coklat, emas 360Ω 270 ± 5%
3 Hijau, biru, coklat, emas 750Ω 560 ± 5%
4 Merah, hitam, merah, emas 2500Ω 2000 ± 5%
5 Coklat, hitam, emas, emas 60Ω 10 ± 5%
Tahanan pada titik AB, BC, dan AC
R1 = ungu, merah, emas, polos
R2 = merah, merah, coklat, emas
R3 = coklat, abu-abu, merah, emas
Rab = 5000Ω
Rbc = 320Ω
Rac = 5000Ω
Perbandingan hasil pengukuran pada titik BC dan AC dengan hasil perhitungan adalah
Rab = 72±20%
Rbc = 196±5%
RAc = 268±20%
b. Varieabel resistor
Posisi potensio Tahanan AB Tahanan BC
1/4 Putaran 450Ω
1000Ω
1/2 Putaran 900Ω
600Ω
3/4 Putaran 1300Ω
140Ω
1 Putaran 1400Ω
70Ω
c. Photo resistor
R saat terkena cahaya = 12000Ω
R saat terkena cahaya sebagian = 16000Ω
R saat tidak terkena cahaya = 49000Ω
2. Pembacaan kode dan pengukuran kapasitor
a. Besarnya kapasitor pada titik AB, BC, AC
Pengukuran Perhitungan
Cab 4,23 nF 3,9 nF
Cbc 0,04 nF 2,9 nF
Cac 0,06 nF 6,8 nF
Cab = 3,9 nF
Cbc= 1/7 nF +1/5 nF =5/35 + 7/35 = 12/35 = 35/12 = 2,9 nF
Cac = 3,9 nF + 2,9 nF = 6,8 nF
3. Pengukuran tegangan AC dan DC
a. Pengukuran tegangan DC (searah)
Posisi potensio Teganagan terukur
1/4 Putaran 6,1 V
1/2 Putaran 8,6 V
3/4 Putaran 6,9 V
1 Putaran 9,9 V
b. Pengukuran tegangan DC pada rangkaian
Vab = 8,8 V
Vbc = 0,48 V
Vac = 9,2 V
(hasil diatas merupakan hasil dari pengukuran dengan Voltmeter di lab)
Tegangan pada LDR dan LED pada saat LDR dikenai cahaya dan tidak dikenai cahaya :
Teg. LED Teg. LDR
Saat dikenai cahaya 4,0 V 3,2 V
Saat tidak dikenai cahaya 1,5 V 3,2 V
Apa yang terjadi pada saat LED dengan dua perlakuan yang berbeda ? Hal ini dikarenakan pada saat LED terkena cahaya maka arus yang mengalir besar, sedangkan hambatannya kecil jadi nilai tegangan LED menjadi besar. Demikian dengan sebaliknya.
c. Pengukuran tegangan AC
Lilitan sekunder Teganagan terukur
CT-6V 6,4V
CT-9V 8V
CT-12V 11V
6V-9V 28V
12V-12V 24V
Berikan kesimpulan dari hasil pengukuran tersebut diatas ? hal ini di karenakan semakin besar lilitan sekundernya maka semakin besar tegangannya.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kapasitor banyak penerapannya pada rangkaian listrik.
Kapasitor digunakan untuk menyetel sirkuit radio dan untuk memuluskan jalan arus terrektifikasi yang berasal dari sumber tenaga listrik.Kapasitor dipakai untuk mencegah adanya bunga api pada waktu sebuah rangkaian yang mengandung induktansi tiba-tiba dibuka. Efisiensi tranmisi daya arus bolak-balik sering dapat dinaikan dengan menggunakan kapasitor besar.
Kapasitansi C sebuah kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan besar muatan Q pada salah satu konduktornya terhadap besar beda potensial Vab anatara kedua konduktor tersebut :
C = Q / Vab
Maka berdasarkan definisi ini, satuan kapasitansi ialah satu coulomb per volt atau ( 1 C V-1 ). Kapasitansi sebesar 1 coulomb per volt disebut 1 farad.
B. Tujuan
1. Mengetahui jenis alat ukur yang digunakan dalam pengukuran besaran listrik.
2. Mengetahui cara pengukuran besaran listrik (tahanan, tegangan, dan arus )
3. Menetahui beberapa komponen pasif dan cara pengukuran komponen pasif.
BAB II
DASAR TEORI
Untuk mempelajari elektronika maka dibutuhkan alat-alat ukur elektronika untuk menganalisa besaran-besaran elektronika. Piranti dan alat ukur yang digunakan dalam praktikum-praktikum antara lain multimeter, osciloscope, dan signal generator. Di bawah ini penjelasan mengenai alat-alat yang disebutkan di atas :
a. Multimeter
Multimeter juga disebut Avometer terdiri dari amperemeter, ohmmeter, dan voltmeter, bahkan ada pula yang dilengkapi dengan kemampuan mengukur βdc transistor dan nilai kapasitansi. Satu hal yang penting yaitu batas ukur dari multimeter pada saat melakukan pengukuran.
b. Osciloscope
Osciloscope adalah alat yang dapat mengukur besaran-besaran elektronika seperti tegangan AC ataupun DC, frekuensi suatu sumber tegangan AC dan beda fasa antara dua sumber tegangan yang berlainan, bahkan kita dapat melihat bentuk isyarat tegangan terhadap waktu. Pola-pola gelombangisyarat yang terlihat pada layer oscilloscope sebenarnya adalah tumbukan-tumbukan electron yang lepas dari sumber electron di dalam tabung dengan layer, yang diatur sedemikian rupa oleh medan-medan yang dihasilkan keeping-keping sejajar horizontal dan vertical. Keping-keping ini menimbulkan medan listrik yang besarnya tergantung pada tegangan inputnya, sehingga bila ada electron yang melewati diantara keduanya akan dibelokkan sesuai dengan besar tegangan inputnya sehingga pada layer akan terlihat pola-pola dari isyarat masukan.
c. Signal Generator
Signal generator adalh piranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk sinusoida ataupun square yang dapat diatur frekuensinya.
d. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika yang bersifat menahan arus listrik. Resistor dibagi menjadi dua kategori, yaitu: fixed resistor (tetap) dan variable resistor (berubah-ubah). Resistor yang terbuat dari dari karbon terdiri dari kode warna yang menunjukan besarnya nilai dari hambatan itu sendiri. Di bawah ini adalah table warna dan nilai resistor :
Warna Nilai Toleransi
Hitam 0
Coklat 1 ±1%
Merah 2 ±2%
Jingga 3
Kuning 4
Hijau 5
Biru 6
Ungu 7
Abu-abu 8
Putih 9
Emas - ±5%
Perak - ±10%
polos - ±20%
e. Kapasitor
Kapasitor merupakan salah satu komponen yang terpenting dalam elektronika Karena mempunyai sifat:
1. Dapat menyimpan muatan listrik
2. Dapat menahan arus searah
3. Dapat melewatkan atau meneruskan arus bolak balik
Kapasitor banyak penerapannya pada rangkaian listrik. Kapasitor digunakan untuk menyetel sirkuit radio dan untuk memuluskan jalan arus terrektifikasi yang berasal dari sumber tenaga listrik. Kapasitor dipakai untuk mencegah adanya bunga api pada waktu sebuah rangkaian yang mengandung induktansi tiba-tiba dibuka. Efisiensi tranmisi daya arus bolak-balik sering dapat dinaikan dengan menggunakan kapasitor besar.
Kapasitansi C sebuah kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan besar muatan Q pada salah satu konduktornya terhadap besar beda potensial Vab anatara kedua konduktor tersebut :
C = Q / Vab
Maka berdasarkan definisi ini, satuan kapasitansi ialah satu coulomb per volt atau ( 1 C V-1 ). Kapasitansi sebesar 1 coulomb per volt disebut 1 farad.
BAB III
MATERI DAN METODE
A. Alat dan Bahan
1. Multimeter analogi
2. Multimeter digital
3. Kapasitansi meter
4. Resistor
5. Potensio meter, LDR
6. Papan peraga
7. Catudaya
8. Kabel jumper
B. Cara Kerja
1. Pembacaan kode dan pengukuran tahanan (resistor)
A. Fixed resistor (rasio tetap)
1. Perhatikan bentuk resistor yang ada di papan oeraga, dan lakukan pembacaan nilai tahanan yang tertera pada bodi resistor tersebut
2. Ukur besarnya tahanan tersebut menggunakan ohmmeter
3. Dengan resistor yang tersedia dipapan peraga, ukur besarnya tahanan pada titik AB, BC, dan AC
4. Bandingkan hasil pengukuran pada titik BC dan AC dengan hasil perhitungan
B. Variabel Resistor (potensio)
1. Perhatikan bentuk potensio yang ada sipapan peraga, catat kode yang tertera pada bodi resistor tersebut dan ukur tahanan pada titik AC.
2. Lakukan pengukuran nilai tahanan pada posisi ¼, ½ , ¾ dan 1 putaran
3. Catat hasil pengukuran dan buatlah grafik dari hasil pengukuran tersebut
C. Photoresistor (LDR)
1. Perhatikan bentuk LDR yang ada di papan peraga
2. Ukur besarnya tahanan saat LDR tersebut terkena cahaya dan saat tidak terkena cahaya
2. Pembacaan kode dan pengukuran kapasitor
1. Rangkaikan kapasitor pada papan breadboard
2. Mengukur besarnya kapasitor pada titik AB, BC, dan AC
3. Pengukuran tegangan DC dan AC
A. Pengukuran tegangan DC (searah)
1. Ambil sebuah catudaya
2. Mengatur potensio yang terdapat pada catudaya dan ukur tegangan yang dihasilkan
B. pengukuran tegangan DC pada rangkaian
1. Rangkaikan rangkaian dibawah ini pada breadboard
2. mengukur tegangan tegangan pada titik AB, BC, dan AC
3. Catat besarnya resistor yang terpasang, bandingkan hasil pengukuran dengan hasil pembahasan
4. mengukur tegangan pada LDR dan LED pada saat dikenai cahaya dan tidak dikenai cahaya
C. Pengukuran tegangan AC ( bolak-balik )
1. memperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten
2. ambil sebuah trafo step down dan ukur tegangan pada bagian lilitan sekundernya
BAB IV
HASIL
1. Pembacaan kode dan pengukuran tahanan (Resistor)
a. Fixed resistor (Resistor tetap)
NO KODE WARNA PEMBACAAN PENGUKURAN
1 Coklat, merah,coklat, emas 110Ω 120 ± 5%
2 Merah, ungu, coklat, emas 360Ω 270 ± 5%
3 Hijau, biru, coklat, emas 750Ω 560 ± 5%
4 Merah, hitam, merah, emas 2500Ω 2000 ± 5%
5 Coklat, hitam, emas, emas 60Ω 10 ± 5%
Tahanan pada titik AB, BC, dan AC
R1 = ungu, merah, emas, polos
R2 = merah, merah, coklat, emas
R3 = coklat, abu-abu, merah, emas
Rab = 5000Ω
Rbc = 320Ω
Rac = 5000Ω
Perbandingan hasil pengukuran pada titik BC dan AC dengan hasil perhitungan adalah
Rab = 72±20%
Rbc = 196±5%
RAc = 268±20%
b. Varieabel resistor
Posisi potensio Tahanan AB Tahanan BC
1/4 Putaran 450Ω
1000Ω
1/2 Putaran 900Ω
600Ω
3/4 Putaran 1300Ω
140Ω
1 Putaran 1400Ω
70Ω
c. Photo resistor
R saat terkena cahaya = 12000Ω
R saat terkena cahaya sebagian = 16000Ω
R saat tidak terkena cahaya = 49000Ω
2. Pembacaan kode dan pengukuran kapasitor
a. Besarnya kapasitor pada titik AB, BC, AC
Pengukuran Perhitungan
Cab 4,23 nF 3,9 nF
Cbc 0,04 nF 2,9 nF
Cac 0,06 nF 6,8 nF
Cab = 3,9 nF
Cbc= 1/7 nF +1/5 nF =5/35 + 7/35 = 12/35 = 35/12 = 2,9 nF
Cac = 3,9 nF + 2,9 nF = 6,8 nF
3. Pengukuran tegangan AC dan DC
a. Pengukuran tegangan DC (searah)
Posisi potensio Teganagan terukur
1/4 Putaran 6,1 V
1/2 Putaran 8,6 V
3/4 Putaran 6,9 V
1 Putaran 9,9 V
b. Pengukuran tegangan DC pada rangkaian
Vab = 8,8 V
Vbc = 0,48 V
Vac = 9,2 V
(hasil diatas merupakan hasil dari pengukuran dengan Voltmeter di lab)
Tegangan pada LDR dan LED pada saat LDR dikenai cahaya dan tidak dikenai cahaya :
Teg. LED Teg. LDR
Saat dikenai cahaya 4,0 V 3,2 V
Saat tidak dikenai cahaya 1,5 V 3,2 V
Apa yang terjadi pada saat LED dengan dua perlakuan yang berbeda ? Hal ini dikarenakan pada saat LED terkena cahaya maka arus yang mengalir besar, sedangkan hambatannya kecil jadi nilai tegangan LED menjadi besar. Demikian dengan sebaliknya.
c. Pengukuran tegangan AC
Lilitan sekunder Teganagan terukur
CT-6V 6,4V
CT-9V 8V
CT-12V 11V
6V-9V 28V
12V-12V 24V
Berikan kesimpulan dari hasil pengukuran tersebut diatas ? hal ini di karenakan semakin besar lilitan sekundernya maka semakin besar tegangannya.
Langganan:
Postingan (Atom)