Instrumentasi dan Pengukuran Listrik, Magnet, dan Elektronik. Disusun oleh Ary Gunawan (14708251033). Mata Kuliah Fisika. Membahas tentang Instrumentasi dan Pengukuran Listrik, Magnet dan Elektronik.

1. INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN
LISTRIK-MAGNET DAN ELEKTRONIK
Ary Gunawan (1473251033)

2. INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN
LISTRIK - MAGNET
 Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala
alam yang prosesnya dapat dibolak-balik.
 Ketika Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat
berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik
menimbulkan magnet), para ilmuwan mulai berpikir
keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan.

3. MEDAN MAGNET DI SEKITAR
ARUS LISTRIK

4. MEDAN MAGNET DI SEKITAR
ARUS LISTRIK
a) Pada saat kawat tidak
dialiri arus listrik (I = 0),
jarum kompas tidak
menyimpang.
b) Pada saat kawat dialiri
arus listrik ke atas
(Utara), kutub utara jarum
kompas menyimpang ke
kanan (Timur).
c) Pada saat kawat dialiri
arus listrik ke bawah
(Selatan), kutub utara
jarum kompas
menyimpang ke kiri
(Barat).

5. MEDAN MAGNET DI SEKITAR
ARUS LISTRIK
 Pada tahun 1821 Michael
Faraday membuktikan
bahwa perubahan medan
magnet dapat menimbulkan
arus listrik (artinya medan
magnet menimbulkan listrik)

6. 1. Medan Magnet di sekitar kawat
penghantar listrik
Medan magnetik (simbol B) di sekitar
kawat penghantar lurus yang dilalui
arus listrik berbentuk lingkaran, dan
dapat ditentukan dengan aturan
tangan kanan.
Arah ibu jari = arah arus listrik (I)
Arah keempat jari = arah medan magnetik (B)

7. Menentukan Kuat Medan Magnet di Suatu Titik
dalam Penghantar Berarus
 HUKUM BIOT SAVART
Induksi magnetik (B) yaitu kuat medan magnet di suatu
titik dalam medan magnet yang dihasilkan arus listrik.
 Besarnya besarnya induksi magnetik pada sebuah titik
didekat kawat lurus panjang adalah:
a. Berbanding lurus dengan kuat arus
b. Berbanding lurus dengan panjang elemen
c. Berbanding lurus dengan sinus sudut antara garis
singgung pada elemen arus dan garis penghubung
antar elemen arus dan titik P
d. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik
terhadap elemen arus. Arah induksi tegak
lurus bidang yang melalui elemen arus dari titik.

8. Menentukan Kuat Medan Magnet di Suatu Titik
dalam Penghantar Berarus
 HUKUM BIOT SAVART
Dapat dirumuskan dengan persamaan:
Keterangan
B= medan magnet (weber/m2)
µo = 4π.10-7 weber/ Ampere. m
i = kuat arus listrik (A)
a = jarak titik ke kawat (m)

9. 2. Garis-garis Gaya Magnetik pada
Kumparan Berarus ( Solenoida )
Garis-garis medan magnetik yang ditunjukkan oleh
pola serbuk-serbuk besi
Kutub utara magnet kumparan dapat
ditentukan dengan aturan tangan kanan :
•Keempat jari = arah arus listrik ( I )
•Ibu jari = arah kutub utara (N)

10. Elektromagnet
 Jika ke dalam kumparan berarus listrik diberi inti besi
lunak, ternyata pengaruh kemagnetannya menjadi
besar.
 Susunan kumparan dan inti besi lunak inilah yang
disebut dengan elektromagnet atau magnet listrik.

11. Besarnya medan magnet dari magnet listrik
ditentukan oleh faktor – faktor :
Kuat arus yang mengalir
pada kumparan.
Semakin besar arus yang
mengalir, semakin besar
medan magnetnya.
Jumlah lilitan kumparan.
Semakin banyak jumlah
lilitannya, semakin besar
medan magnetnya
Bahan inti yang
dimasukkan pada
kumparan

12. Baterai
Saklar tekan
Jangkar besi lunak
Interuptor
Pemukul
Elektromagnet
KASUS: Bel listrik
Jika saklar ditekan maka arus
akan segera mengalir sehingga
kumparan menjadi bersifat
magnet sehingga jangkar besi
akan tertarik dan palu/ pemukul
akan mengenai gong. Pada
saat jangkar besi ditarik oleh
magnet maka arus akan
terputus di interuptor, akibatnya
jangkar besi akan kembali ke
posisi semula dan arus kembali
mengalir pada rangkaian dan
gong kembali berbunyi. Hal ini
akan diulang-ulang sampai
sakelar dilepas kembali.

13. 2. Gaya Magnet Pada Penghantar
Berarus Listrik
Gaya magnet pada penghantar
berarus listrik, pertama kali diamati
oleh Hendrik Antoon Lorentz (1853-
1928), seorang fisikawan Belanda
Panghantar yang berada di dalam
medan magnet akan bergerak bila
dialiri arus listrik. Besarnya gaya (F)
ini bergantung pada:
 kuat arus listrik (I),
 kuat medan magnet (B), dan
 panjang penghantar (L).
Sehingga : F = B x I x L

14. Arah gaya magnetik dapat ditentukan dengan kaidah
tangan kanan sebagai berikut :

15. Penggunaan Gaya Magnetik
 Gaya magnetik yang timbul pada penghantar berarus listrik
digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
 Contoh : motor listrik dan alat ukur listrik.
Fungsi komutator adalah
agar arus listrik yang
mengalir pada loop tidak
berbalik arah, sehingga loop
dapat terus berputar.

16. Instrumentasi dan Pengukuran
Listrik
 Pengukuran listrik meliputi:
pengukuran arus (ampere),
tegangan (volt),
hambatan (ohm),
daya listrik (watt)
 Alat ukur:
Multimeter (sering disebut A-V-O meter)
Cathode Ray Oscilloscope (CRO)

17. Multimeter
Multimeter Analog
 Multimeter analog atau yang biasa disebut multimeter
jarum adalah alat pengukur besaran listrik yang
menggunakan tampilan dengan jarum yang bergerak
ke range-range yang kita ukur dengan probe .
 Multimeter ini tersedia dengan kemampuan untuk
mengukur hambatan (ohm), tegangan (Volt) dan arus
(mA).
Multimeter Digital
 Multimeter Digital hampir sama fungsinya dengan multimeter
analog tetapi multimeter digital menggunakan tampilan angka
digital.
 Multimeter digital pembacaan pengukuran besaran listrik yang
lebih tepat jika dibanding dengan multimeter analog, sehingga
multimeter digital dikhususkan untuk mengukur suatu besaran nilai
tertentu dari sebuah komponen secara mendetail sesuai dengan
besaran yang diinginkan.

18. Multimeter

19. Cathode Ray Oscilloscope (CRO)
 CRO sering diterjemahkan osiloskop sinar katoda
adalah alat yang digunakan dalam pengukuran
besaran listrik/ elektronis.
 CRO digunakan untuk memperlihatkan bentuk
gelombang listrik, mengukur tegangan listrik,
frekuensi gelombang listrik, beda fase gelombang
listrik.

20. Tombol CRO
 Power : Untuk menghidupkan dan mematikan CRO
 Intensity : Untuk mengatur intensitas berkas cahaya
(elektron) pada layar. Sebaiknyadijaga agar tidak
pada kedudukan maksimum.
 Focus : Untuk mengatur ketajaman gambar pada
layar.
 Position : Untuk mengatur kedudukan gambar
secara vertikal.
 Position : Untuk mengatur posisi horisontal gambar
(gelombang).
 Input : Terminal untuk menghubungkan sinyal input
(yang akan diukur) dengan CRO. Untuk CRO dual
channel ada 2 terminal input yakni CH1(X) INPUT
dan CH2 (Y) INPUT. Pada umumnya hubungan
terminal ini dengan sinyal yang akan diukur
menggunakan peraba (probe).

21. Tombol CRO
AC-GND-DC : Selektor untuk mengatur
sambungan input sinyal listrik yang akan diukur.
Terminal : untuk hubungan dengan bumi
(ground)
Mode : Selektor untuk mengatur tampilan sinyal
input. Pada posisi CH1 sinyal input pada
channel 1 ditampilkan. Pada posisi CH2 sinyal
input pada channel 2 ditampilkan. Pada posisi
DUAL sinyal input pada CH1 dan CH2
ditampilkan bersama.
Volt/div : Selektor untuk mengatur harga
tegangan tiap pembagian skala (division) pada

22. Tombol CRO
Variable : Untuk mengatur harga
tegangan/waktu tiap pembagian skala (division)
secara halus. Pada saat pengukuran
tegangan/periode, tombol harus pada posisi
maksimum (kalibrasi).
Time/div : Untuk mengatur waktu sapu tiap
pembagian skala (division). Kegunaan langsung
adalah untuk mengukur periode gelombang yang
diselidiki.
Synchron : Untuk mengatur supaya pada layar
diperoleh gambar yang tidak bergerak.
Slope : Untuk mengatur saat trigger dilakukan,
yaitu pada waktu sinyal naik (+) atau turun (-).

23. Contoh Tampilan Hasil Eksperimen

24. Contoh Aplikasi (1)
Besarnya frekuensi yang
terukur melalui osiloskop
adalah...
A. 0,25 Hertz
B. 0, 025 Hertz
C. 2,5 Hertz
D. 25 Hertz
DATA:
Panjang gelombang= 4 bagian
TIME/DIV= 0,1s
Periode (T)= 4 x 0,1 = 0,4 s
Frekuensi (f)= 1/T = 1/0,4 s = 2,5 Hz

25. Contoh Aplikasi (2)
Besarnya amplitudo
yang terukur pada
osiloskop adalah...
A.6
B.0,6
C.0,006
D.60
DATA:
Amplitudo (A) terukur = 3 bagian
VOLT/DIV= 0,2
Besarnya Amplitudo (A)= 3 x 0,2 = 0,6 volt

27. DAFTAR PUSTAKA
Devi Indah. (2013). Instrumentasi Dan Pengukuran
Listrik-magnet Dan Elektronik. Slideshare.
Halliday, D dan Resnick, R. (1978). Physics. New York:
John Wiliey & Sons, Inc.
Plant M., dan Stuart, J. (1985). Pengantar Teknik
Instrumentasi. Jakarta: Gramedia
Sri Waluyanti. (2008). Alat Ukur dan Teknik
Pengukuran Jilid 1-3. Jakarta: Depdiknas

28. Latihan Soal
-----------------------------------------------------

29. Soal 1
Medan magnet di kutub kumparan yang dialiri arus
listrik dapat diperbesar dengan cara berikut, kecuali...
A. Memperbesar arus listrik yang mengalir
B. Memperbanyak kumparan
C. Memperbesar ukuran kawat
D. Menempatkan magnet dalam rongga kumparan
JAWABAN : C

30. Soal 2
Terdapat kawat lurus yang mengalir arus listrik
sebesar 4 A. Berapa besar medan magnetik yang
dihasilkan pada titik yang berjarak 15 cm dari kawat?
A. 1,5 x10-5 Wb/ m2
B. 3,0 x10-5 Wb/ m2
C. 6,0 x10-5 Wb/ m2
D. 9,0 x10-5 Wb/ m2
JAWABAN : C

31. Soal 3
Perhatikan gambar di atas. Sepotong kawat dialiri arus
listrik, terletak dalam medan magnet dan mengalami
gaya lorentz. Arah gaya lorentz yang benar adalah...
A. Ke atas
B. Ke bawah
C. Ke kiri
D. Ke kanan
JAWABAN : B
i

32. Soal 4
Sebuah kawat sepanjang 200 cm, berada dalam
medan magnet yang tegak lurus terhadap arah medan.
Arus listrik yang mengalir dalam kawat sebesar 0,4 A.
Jika kuat medan magnet 1 mT, berapakah gaya
Lorentz yang dialami kawat?
A. 0,004 N
B. 0,008 N
C. 0,0004 N
D. 0,0008 N
JAWABAN : D

33. Soal 5
Perhatikan gambar di
samping. Arah medan
magnet dari kawat lurus
berarus listrik di atas yang
benar adalah...
A. I dan II
B. II dan III
C. I dan IV
D. II dan IV
JAWABAN : D

34. Soal 6
Gambar berikut menunjukkan arah garis gaya magnet
yang dihasilkan solenoida adalah...
JAWABAN : B

35. Soal 7
Kelompok alat berikut ini yang bekerja berdasarkan
elektromagnet adalah...
A. Bel listrik, telepon, dan kompor listrik
B. Accumulator, motor listrik, galvanometer
C. Galvanometer, transformator, telepon
D. Bel listrik, telepon, katrol listrik
JAWABAN : D

36. Soal 8
Tombol yang digunakan untuk mengatur waktu sapu
tiap pembagian skala pada osiloskop adalah...
A. Synchron
B. Slope
C. Time/ div
D. Focus
JAWABAN : C

37. Soal 9
Besarnya frekuensi
yang terukur melalui
osiloskop adalah...
A. 0,025 Hertz
B. 0, 25 Hertz
C. 2,5 Hertz
D. 25 Hertz
JAWABAN : C

38. Jawaban No.9
Besarnya frekuensi yang
terukur melalui osiloskop
adalah...
A. 0,025 Hertz
B. 0, 25 Hertz
C. 2,5 Hertz
D. 25 Hertz
DATA:
Panjang gelombang= 4 bagian
TIME/DIV= 0,1s
Periode (T)= 4 x 0,1 = 0,4 s
Frekuensi (f)= 1/T = 1/0,4 s = 2,5 Hz

39. Soal 10
Besarnya amplitudo
yang terukur pada
osiloskop adalah...
A. 0,6 V
B. 6,0 V
C. 60 V
D. 600 V
JAWABAN : A

40. Jawaban N0.10
Besarnya amplitudo
yang terukur pada
osiloskop adalah...
A. 0,6 V
B. 6,0 V
C. 60 V
D. 600 V
DATA:
Amplitudo (A) terukur = 3 bagian
VOLT/DIV= 0,2
Besarnya Amplitudo (A)= 3 x 0,2 = 0,6 volt