Osiloskop sebagai Penghitung Daya Efektif , praktikum Elektronika Dasar 1, Fisika FMIPA 2012

1. Abstrak-Daya merupakan kemampuan untuk meubah
energi listrik menjadi energi lain misal panas, mekanik .
Daya pada Ac dibentuk oleh komponen V dan I . Dan
diperlukan osiloscop untuk mengetahui hal tersebut. Tujuan
dari percobaan ini yakni mengetahui daya efektif,reaktif
dan nyata menggunakan osiloscop. Perccobaan ini
dilakukan dengan cara dirangkai rangakain RC lalu
digunakan Ch 1 dan Ch2 pada osiloskop untuk di
tempatkan pada rangkaian misal Ch 1 di tancapkan di
resistro dan Ch2 di RC sehingga akan dihasilakn p-p dan
frekuensi serta beda fase di layar osiloscop. Dengan
digunakan persamaan daya maka akan di hasilkan daya
dari data tersebut. Sehingga di hasilakn daya reaktif sebesar
daya efektif ini di hasilkan daya aktif sebesar 7.8 watt
(33kohm), 13.9 (120 kohm), 14.6 (200 kohm). Untuk daya
reaktif sebesar 8,3 var 33 kohm),1.4 var (120 kohm), 0.62
(200 kohm). Untuk daya nyata sendiri 16,4 watt (33 kohm),
15,6 (120 kohm), 15,3 (200 kohm).
Kata kunci - arus,tegangan, osiloskop, daya aktif, daya
aktif ,daya nyata.
I. PENDAHULUAN
Daya merupkan suatu perubahan energi listrik
perwaktunya yang diubah dalam bemtuk yang lain misal
energi panas, mekanik ,magnet. Secara umum dapat
dituliskan dalam persaman
iVP
ttiVP
tWP
.
/..
/
=
=
=
(1)
Dan daya bisa terbentuk pada segala macam sumber
listrik misal sumber AC maupun DC. Dan sering dijumpai
pada sumber Ac yakni pada penggunaan alat rumah
tangga.dan pada setiap alat rumah tangga terdapat daya
sehingga mempelajari daya akan memberikan
kemampuan dalam memanajemen daya untuk keperluan
alat rumah tangga[1].
Daya terbagi menjadi tiga macam daya yakni daya
aktif,daya reaktif dan daya nyata. Daya aktif (active
power) yakni daya yang terpakai untuk melakukan energi
sebenarnya. Misal energi panas , mekanik dan satuannya
adalh (watt). Daya reaktif yakni jumlah daya yang
diperlukan untuk pembentukan medan magnet sehingga
nanti akan muncul fluks magnet misal transformator,
motor, lampu pijar dan satuannya adalah (var).
Sedangkan daya nyata merupakan daya yang dihasilkan
dari perkalian v rms dan I rms. atau perjumlahan
trigonometri daya aktif dan reaktif. Dan satuannya adalah
(VA)[3][2].
Dan terdapat istilah lain dari daya yakni segitiga daya
, yakni hubungan trigonometri dari daya reaktif (arah
sinus), daya aktif(arah cosinus) dan daya nyata (resultan
.faktor daya merupakan rasio antara daya aktif dan daya
nyata(cosφ). Selain itu untuk mencari daya dibutuhkan
faktor pendukung misal dengan menggunakan rangkaian
RLC yakni rangkaian yang tersusun atas seri
resistor,induktor dan kapasitor. Yang di nyatakan
dalam formula.
22
)( XCXLRZ −+= (2)
Dan komponen yang lain yakni terdapat transformator
yakni alat digunakan untuk menaikkan danmenurunkan
tegangan. Yang terbentuk atas inti besi nyang diliti kawat
sehingga terjadi GGl induksi. Dan komponen yang lain
yakni osciloscop yakni alat yang digunakan untuk
menvisualisakan tegangan dalam grafik sinusoidal.
Sehingga tegangan AC bisa di baca komponennya misal
Vmax atau yang lain. Sehingga komponen teresbut sangat
penting dalam penentuan daya efektif dalam rangaian[4]
[5].
Tulisan ini meropakan hasil pengukuran teganngan
pada rrangkaian Rc dengan osiloscop untuk mengetahu
daya efektif pada rangaian.
II. METODE
Langkah awal dalam percobaan ini yakni disiapkan
peralatan dan bahan di antaranya osciloscop,ampere
meter AC, transformator,kapasitor dan resistor (33 kΩ,
120 kΩ,200 kΩ). Setelah itu alat di rangkai seperti
gambar berikut.
Gambar 1. Rangkaian percobaan
Langkah percobaan selanjutnya setelah dirangkai lalu
di kalibrasi agar p-p bernilai 0,5 setelah itu di letakkan
Ch1 di C dan D lalu variasi hambatan setiap kali
Osiloskop sebagai Penghitung Daya Efektif (E3)
Aris Widodo, saiful, lyla yuwana
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

2. pengambilan p-p ((33 kΩ, 120 kΩ,200 kΩ)). Di catat p-p
dan frekuensinhya. Setelah itu pindah Ch1 ke titik AB
lalu dicatat p-p dan frekuensi di osiloscop seiap variasi
hambatan ((33 kΩ, 120 kΩ,200 kΩ). Lalu untuk
pencarian beda fase maka di gunakan 2 channel yakni
Ch1 dan Ch2 . untuk beda fase pertama letakkan Ch 1 di
titik A B lalu Ch 2 di titik A D, dicatat beda fasenya
dengan cara dilihat di layar osiloscop dengan dihitung
jarak p-p dua gelombang berbeda lalu dikali 0.2 tiap
segaris dala 1 div. Lalu di kali nilai A di pojok layar. Data
di variasi untuk hambatan berbeda. Lalu setelah itu Ch1
di pindah ke CD , dilakukan dengan cara yang sama dan
divariasi tiga hambatan berbeda. Dan terakhir diukr arus
pada rangkaian dengan ampere meter AC untuk 3
hambatan berbeda.
Setelah data p-p, frekuensi dan beda fase diperoleh
maka untuk pencarian nilai V max tiap variasi percobaan
di gunakan formula sebagai berikut
2
max
pp
V
−
=
(3)
Setelah itu di cari nilai daya dengan rumusan
sebagai berikut
2
max IV
P =
(4)
Lalu di cari faktor daya ( cosφ) dengan
rumusan berikut
RC
R
P
P
=ϕcos (5)
Selanjutnya dicari φ (sudut )dengan rumusan sebagai
berikut






=
RC
R
P
P
arcϕ
(6)
Lalu dicari nilai daya aktif dengan rumus sebagai
berikut
ϕcos..IVPaktif =
(7)
Untuk daya reaktif dicari dengan rumus sebagai
berikut
ϕsin..IVPreaktif =
(8)
[3].
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari percobaan ini didapat nilai p-p dan frekuensi (f)
dari masing –masing perlakuan di antaranya
Tabel 1. Data p-p dan frekuensi kapasitor dengan resistor
kapasitor dengan resistor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
p-p f p-p f p-p F
12,4 50,37 4,8 50,37 3 50,12
Tabel 2. Data p-p dan frekuensi resistor
Resistor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
p-p f p-p f p-p f
12,2 50,25 16,6 50,25 17,2 50
Tabel 3. Data p-p dan frekuensi resistor + kapasitor
Dan diperoleh juga data arus untuk variasi
resistor rangkaian RC
Tabel 4. Data arus rangkaian RC
resistor + kapasitor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
p-p f p-p f p-p f
17,6 50,37 17,6 50,25 17,6 50,12

3. Dan diperoleh data beda fase untuk kapastor
dan resistor
Tabel 5. Data beda fase untuk kapsitor dan resistor
Untuk data beda fase dengan penempatan
Ch1 di kapasitor di peroleh beda fase = nol karena
puncak gelombang tidak ada selisih ke arah sumbu
x.
Sesuai dengan persamaan (3) maka di
peroleh
2,6
2
4,12
2
max ==
−
=
pp
V
Tabel.6 Vmax untuk kapasitor dengan resistor
Tabel 7. Vmax untuk resistor
resistor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
Vmax V max V max
6,1 8,3 8,6
Tabel 8. Vmax untuk kapasitor dan resistor
resistor + kapasitor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
Vmax V max V max
8,8 8,8 8,8
Setelah itu di hitung daya untuk masing-
masing komponen yakni dengan persamaan (4)
sehingga di dapat sebagai berikut.
5,11
2
64,22,6
2
max
===
xIV
P
Tabel 9. Daya untuk kapasitor dengan resistor
kapasitor dengan resistor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
daya daya daya
11,57392 4,276582 2,61983062
Tabel 10. Daya untuk resistor
resistor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
daya daya daya
11,38725 14,78985 15,0203622
Tabel 11. Daya untuk resistor + kapasitor
resistor + kapasitor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
daya daya Daya
16,4275 15,6808 15,369673
Setelah itu dicari nilai faktor daya dengan
persamaan (5) sehingga di dapat
69,0
4,16
38,11
cos ===
RC
R
P
P
ϕ
Tabel 12. Nilai faktor daya (cosφ)
Arus
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
2,64 2,52 2,47
beda fase ( kapasitor + resistor)
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
2,8 1,2 0,8kapasitor dengan resistor
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
Vmax V max V max
6,2 2,4 1,5
Faktor Daya
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
0,693181818 0,943182 0,9772727

4. Sehingga untuk mencari nilai daya reaktif
digunakan persamaan (8) dan daya aktif dengan
persamaan (7) sehingga didapat. Daya aktif terjadi
di resistor karena pengubahan energi listrik emnjadi
panas sedangkan daya reaktif terjadi di kapasitor
karena terjadi penggunaan energi listrik untuk
menghasilkan medan. Sehingga
89,769,0.38,31cos.. === ϕIVPaktif
Tabel 13. Daya aktif
Daya aktif
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
7,893433 13,94951331 14,67899
Sebelumnya dicari nilai (φ) dari persamaan
(6) sehingga
4,46
4,16
38,11
=





=





= arc
P
P
arc
RC
R
ϕ
Tabel 14 . nilai sudut
Φ
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
46,4 19,94 14,06
Lalu dicari nilai daya raktif dihasilkan
3,8)4,46sin(.4,16sin.. === ϕIVPreaktif
Tabel 15. Daya reaktif
daya reaktif
33 kΩ 120 kΩ 200 kΩ
8,3332251 1,454038 0,628759
Dilihat dari tabel 9 di hasilkan daya untuk
kapasitor semakin menurun dengan perubahan besar
resistansi hal ini dikarenakan energi dari energi
listrik di ubah keseluruhan menjadi panas pada
resistor atau daya pada resistor sesuai denghan tabel
10. sehingga sisa daya yang kecil pada rangakaian
RC masuk ke kapasitor.
Dari tabel (13) Daya aktif pada percobaan
ini dihasilkan semakin besar sejalan dengan
kenaikan resistansi , daya efektif merupkan bentuk
daya yangmengkonversi energi listrik menjadi
energi panas. Sesuai dengan sifat resistor semakin
besar nilainya maka hambatannya besar otomatis
energi panas nya besa r yng telah disuplai dari
energi listrik
Dari tabel (15) Daya reaktif pada rangakain
ini digunakan untuk meghasilkan medan listrik pada
rangkaian , yakni terdapt pada kapasitor karena
pada kapasitor terdapat medan listrik , pada data
hasil perhitungan dihasilkan bahwa semakin kecil
karena daya teruntuk merubah menjadi medan
sudah terkonversi di resistor menjadi panas sehingga
menghasilkan nilai semakin kecil sejalan kenaikan
hambatan.
Dari tabel (12) Faktor daya bergantung pada
nilai rasio antara daya aktif dengan daya nyata
( daya) sehingga dilihat dari data bahwa terjadi ke
kenaikan faktor daya sejalan dengan kenaikan
hambatan resistor karenan faktor yang sangat
mempengaruhi ini yakni konponen resistro (daya )
semakin meningkat.
Pada percobaan ini ternyata terjadi
pergeseran nilai p-p sebesar 0.1 sehingga perlu
ditambahkan untuk pengkalibrasian nilai p-p
sehingga data yang dihasilkan lebih akurat. Pada
osiloskop ini menvisualisasikan grafik tegangan
namun ketika di hold dan distroge maka yag terbaca
adala p-p pada waktu itu padahal p-p berubah
namun tak begitu besar nilainya.
Kesimpulan dari percobaan osiloskop
sebagai penghitung daya efektif ini di hasilkan daya
aktif sebesar 7.8 watt (33kohm), 13.9 (120 kohm),
14.6 (200 kohm). Untuk daya reaktif sebesar 8,3 var
33 kohm),1.4 var (120 kohm), 0.62 (200 kohm).
Untuk daya nyata sendiri 16,4 watt (33 kohm), 15,6
(120 kohm), 15,3 (200 kohm).
DAFTAR PUSTAKA
[1] Giancoli , Fisika Edisi 5 jilid 2.Jakarta:Erlangga,2001.
[2] Alto,Daya aktif reaktif dan nyata.Jakarta:Univeritas
Indonesia,2010.
[3] suryatmo, Teori dasar listrik.Bali:PLN persero tbk,2012.
[4] D. Halliday,Fundamentals Of Physics 9th Edition.USA:John
willey& sons,inc.,2011.
[5] Tipler, Fisika untuk sains dan teknik.Jakarta:Erlangga,2001.