LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR II
OSILOSKOP
I.
PENDAHULAN
A. Latar
Belakang
Osiloskop sinar katoda
merupakan alat elektronik yang digunakan dalam berbagai bidang. Sifat dasar
scope yaitu mampu melukiskan kelakuan tegangan listrik. Scope tidak mempunyai
bagian bergerak yang mekanis, tetapi semua gerakannya dilakukan oleh sinar
katoda berupa electron yang praktis dan tidak mempunyai massa. Hal sangat
istimewa dari scope adalah mampu menangkap dan mengikuti peristiwa yang
gerakannya sangat cepat, bahkan mampu mengikuti sampai seperjuta detik. Scope
juga dapat melukiskan bentuk dan tingkah laku dari gelombang tegangan tersebut.
B. Tujuan
1. Mengetahui
cara menggunakan dan menampilkan operasi osiloskop berkas dua,
2. Mengetahui
cara mengukur dua tegangan baik yang identik maupun yang berbeda,
3. Mengetahui
fungsi trigger,
4. Mengukur
frekuensi, tegangan, dan beda fase,
5. Melukiskan
bentuk dan kelakuan tegangan listrik,
6. Dapat
menyimpulkan hasil praktikum.
II.
DASAR TEORI
Pada
praktikum osiloskop II terdiri atas latihan menggunakan CRO berkas dua (double
beam, dual trace, dll). CRO ini akan menampilkan dua gambar dari dua peristiwa
sekaligus. Sedangkan untuk menampilkan dua gambar dalam waktu yang bersamaan
dilayar scope, bias menggunakan dua macam alat scope yaitu :
1. Scope
yang di dalamnya terdapat dua electron gun dan dua pasang panjang pelat
vertical dan horizontal, tapi scope ini lebih mahal,
2. Scope
biasa yang di dalamnya hanya terdapat satu electron gun dan satu pasang pelat
dalam posisi vertical dan horizontal. Untuk lebih jelas lihat gambar scope di
atas, tapi yang menarik scope ini agar dapat menampilkan dua gambar, scope ini
ditambahkan rangkaian ekstra yang disebut electronic switch (ES).
ES
ini adalah alat yang istimewa, karena alat ini akan membuat hubungan (kontak)
tidak dengan alat mekanis, umpamanya batang logam, tetapi dengan alat
non-mekanis yaitu electron yang tidak mempunyai massa. Oleh karena itu, ES
memindahkan kontak dengan sangat cepat. ES ini menghubungkan masing-masing
input yakni YA dan YB
secara bergantian dengan pelat vertical karena hal itu dilakukan cepat sekali,
maka praktikan akan merasa melihat ada dua gambar utuh dilayar. Pada gambar
diatas akan terlihat jelas pula disamping layar yang terlihat pelat vertical
dan horizontal.
III.
METODE EKSPERIMEN
A. Alat
dan Bahan :
1. Scope
Trio CS-1022 26 MHz,
2. Dua
buah osilator AG-202A,
3. Rasistor
4. Kapasitor,
5. Kabel.
B. Skema
Percobaan
Keterangan
gambar :
Tambak pada gambar, ES berfungsi sebagai
saklar. Cara bergantian ES dalam menghubungkan YA
dan YB
pada pelat vertical ada dua macam yaitu :
1. Alternative
(ALT) : A dilukiskan terlebih dahulu baru B seluruhnya, kemudian A lagi dan
begitu seterusnya,
2. Chop
: sebagian dari A dilukis terlebih dahulu lalu sebagian dari B kemudian kembali
ke A dan begitu seterusnya.
Cara ALT sangat cocok untuk situasi
dimana frekuensi A dan B relative besar, sedangkan chop untuk frekuensi yang
relative kecil.
IV.
TATA LAKSANA, HASIL PERCOBAAN, DAN
PEMBAHASAN
A. Eksperimen
I : Operasi Scope Berkas Dua (kalibrasi)
1. Tujuan
: Menampilkan dua gelombang dalam satu layar.
2. Tata
laksana percobaan :
a. Penyetelan
tabung scope (CRT)
·
Scope diusahakan dalam keadaan hidup,
·
Tombol X position ↔ dipasang yaitu
tombol 28 ditengah-tengah berarti bintik putih tombol berada diatas,
·
Tombol Y position juga dipasang,
Untuk CH 1 posisi :
v Kabel dimasukkan ke CH 1 (input),
v Posisi
↕ berada ditengah-tengah,
v Volt/DIV
pada 0.5 V/D,
v Mode
pada AC.
Untuk CH 2 posisi :
v Kabel
dimasukkan ke CH 2 (input),
v Posisi
↔ berada ditengah,
v Volt/DIV
pada 0.5 V/D,
v Mode
posisi pada AC.
·
Time /DIV berada pada 1 ms,
·
Mode di posisi ALT,
·
Posisi source pada V mode,
·
Posisi coupling pada AC,
·
Posisi mode (25) auto.
b. Pengaturan
pada frekuensi
·
Frekuensi di posisi 1 KHz,
·
CH 1 pada tombol mode.
3. Grafik
:
4. Pembahasan
Percobaan ini disebut
juga kalibrasi, yaitu untuk menampilkan dua buah gelombang pada satu layar.
Kedua buah gelombang ini relative sama karena masing-masing input pada CH 1 dan
CH 2 dihubungkan ke ground (GND) pada scope.
5. Kesimpulan
Untuk memperoleh dua
buah gelombang / grafik pada satu layar secara bersamaan dilakukan dengan cara
memasukkan masing-masing input pada CH 1dan CH 2 ke ground pada scope, maka di
layar akan tampak dua buah gelombang yang bentuknya relative sama.
B. Eksperimen
II : Penyetelan X position
1. Tata
laksana percobaan :
a. Pengaturan
pada tabung scope
·
Time/DIV pada posisi 1 ms,
·
VARIABLE (26) di CAL paling kanan,
·
X-POSITION(28) pada keadaan biasa (tidak
tertarik),
·
MODE (25) pada normal,
·
Source pada CH 1,
·
Volt/DIV pada 2 dan tombol merah di CAL,
·
Saklar geser (4) di AC,
·
Volt/DIV (6,7) bebas,
·
Saklar geser (8) pada GND.
b. Pengaturn
pada Audio frekuensi
·
Dari input CH 1 dimasukkan kelubang di
Audio frekuensi,
·
Frekuensi di 1 KHz.
c. Gambar
ditengah layar diusahakan dengan menggunakan Y-POSITION,
d. Gambar
ditengah layar diusahakan dengan mengatur X-POSITION, waktu yang diambil oleh
satu periode tegangan ini adalah 1 cm=10mm,
e. Setelah
terlihat di scope, tariklah tombol 28, amati pada layar kemudian digambar,
dengan time/div 10 ms yang diperoleh dari waktu yang dibutuhkan untuk melukis
10 cm adalah 100 ms.
2. Grafik
·
Grafik sebelum tombol 28 ditarik :
·
Grafik setelah tombol 28 ditarik :
3. Pembahasan
Pada percobaan ini akan
dibandingkan dua buah grafik yaitu grafik yang terbentuk sebelum tombol
X-POSITION (28) ditarik dan grafik yang terbentuk setelah tombol 28 ditarik.
Dari kedua grafik tersebut terdapat perbedaan pada panjang gelombangnya, yakni
grafik setelah ditarik tombol 28 memiliki panjang gelombang sepuluh kalinya
dari grafik sebelum tombol 28 ditarik. Disini akan dihitung periode tegangannya
yaitu dengan cara menjumlahkan jumlah kotak dari puncak ke puncak gelombang
dikalikan dengan time/div, maka akan didapatkan nilai periode. Sedangkan
menarik tombol 28 untuk mencari time/div dari frekuensinya.
4. Kesimpulan
Untuk memperoleh dua
buah grafik dari satu grafik seperti pada grafik diatas yaitu dengan menarik
tombol position (28) sehingga akan diperoleh grafik yang mengalami perbesaran
sepuluh kali. Oleh karena itu kerja tombol ini seperti lensa pembesar. Kerja
tombol ini sebenarnya juga dapat diperoleh dengan cara biasa yaitu menggunakan
pasangan tombol time/div (26,27) yaitu dengan memutar tombol 27 kekanan
sehingga besarnya sepersepuluh kalinya.
C. Eksperimen
III : Mengukur Dua Tegangan
1. Tata
laksana percobaan :
a. Pengaturan
pada tabung scope
·
Saklar geser CH1dan CH 2 digeser pada
posisi AC,
·
Variable di 1 V/D pada CH 1,
·
Variabel di 0.2 V/D pada CH 2,
·
Time/div pada 0,5 T/D,
·
Trig mode pada normal atau auto,
·
Trig source pada CH 1,
·
Input CH 1 dan CH 2 dipasang ke audio
frekuensi.
b. Pengaturan
pada audio frekuensi
·
Frekuensi pada 1 KHz,
·
Tombol putar decibel pada 0 dB,
·
Input CH 1 dan CH 2 diusahakan
dimasukkan ke output yang ada pada audio frekuensi.
2. Grafik
3. Pembahasan
Dari grafik diatas
dapat terlihat perbandingan YA dan YB
setelah diatur 0,2 volt/div pada tombol 6, tinggi YB
menjadi
5 kali YA.
Jadi factor perbesaran YB terhadap YA
=5.
4. Kesimpulan
Rasio perbandingan CH 1
dan CH 2 yaitu 1 : 0,2 atau 5 : 1, sehingga CH 1 lebih besar dari CH 2. Pada
percobaan ini tidak menggunakan trigger karena gambar tidak berubah-ubah.
D. Eksperimen
IV : Mengukur Dua Tegangan yang Identik
1. Tujuan
: mengukur dua tegangan yang identik, mengetahui fungsi trigger
2. Tata
laksan percobaan :
a. A
dan B dikenakan tegangan yang sama,
b. Volt/DIV
dari tombol (3,2) dan (6,7) pada 0,2 volt/div pada CH2 dan 1 volt/div pada CH1,
c. Dua
gelombang diusahakan saling bertumpangan lalu sinyal A ditempatkan pada 1 cm
diatas garis tengah dan sinyal B 1 cm di bawah garis,
d. Time
base di trigger dengan sinyal A lalu dari sinyal B,
e. Sinyal
A dibuang, di trigger dari sinyal A
3. Grafik
4. Pembahasan
Pada awalnya grafik
diatas bentuknya tidak teratur sehingga agar lebih teratur menggunakan trigger.
Terbukti pada saat mentrigger sinyal A maka pada grafik CH1 menjadi lebih baik
dan begitu juga pada saat mentrigger sinyal B. Setelah grafik terlihat jelas,
dapat dihitung tegangannya pada masing-masing CH 1 dan CH 2. Apabila sinyal A
dihilangkan pada saat mentrigger, A tidak terjadi apa-apa, sedangkan saat
mentrigger, B terjadi perubahan gelombangnya terlihat lebih jelas. Untuk membandingkan
sinyal B yang dikenai frekuensinya maka mentrigger kedua sinyal A dan B
tetaplah menghasilkan sesuatu yang sama pula karena inputnya sama.
5. Kesimpulan
·
Besar tegangan : CH 1 = 10 div x 1
volt/div = 10 volt
CH2 = 10 div x 0,2
volt/div = 2 volt
·
Fungsi trgger adalah untuk menstabilkan
gerakan gelombang.
E. Eksperimen
V : Mengukur Dua Tegangan yang Berbeda
1. Rangkaian
dua resistor I
a. Skema
percobaan
b. Cara
kerja
·
Resistor dihubungkan dengan audio
frekuensi, scope, dan gen,
·
Volt/div CH 1 dan CH 2 pada 2 volt
saklar geser AC,
·
Time/div pada 0,5 t/d, mode pada chop,
·
Posisikan trig mode pada norm dan trig
source pada line.
c. Grafik
d. Pembahasan
Tinggi
Vtotal
= V 1 + V 2
CH
1 = V 2 : 2,5 cm x 2 volt = 5 volt
CH
2 = Vtotal
: 4 cm x 2 volt = 8 volt
Jadi
tegangan puncak dari V 1 = Vtotal – V 2 = CH 2 –
CH 1 = 3 volt
2. Rangkaian
dua resistor II
a. Skema
percobaan
b. Cara
kerja
·
Resistor dihubungkan dengan audio
frekuensi, scope, dan gen,
·
Volt/div CH 1 dan CH 2 pada 2 volt
saklar geser AC,
·
Time/div pada 0,5 t/d, mode pada posisi
chop,
·
Trig mode pada norm dan trig source pada
line.
c. Grafik
d. Pembahasan
Tinggi
Vtotal = V1 + V2
CH
1 = V1 : 1,5 cm x 2 volt = 3 volt
CH
2 = Vtotal
: 4 cm x 2 volt = 8 volt
Jadi
tegangan puncak dari V2 = Vtotal –
V1 = CH2 – CH1 = 5 volt.
3. Rangkaian
dua resistor III
a. Skema
percobaan
b. Cara
kerja
·
Resistor dihubungkan dengan audio
frekuensi, scope, dan gen,
·
Volt/div CH 1 dan CH 2 pada 2 volt
saklar geser AC,
·
Time/div pada 0,5 t/d, mode pada posisi
chop,
·
Trig mode pada norm dan trig source pada
line.
c. Grafik
d. Pembahasan
Tinggi
Vtotal = V1 + V2
CH1 = V1 : 1,5 cm x 2 volt = 3 volt
CH2 = V2 : 2,5 cm x 2 volt = 5 volt
Jadi tegangan puncak dari Vtotal
= V1 + V2 = CH1 + CH2 = 8 volt
4. Rangkaian
dua resistor IV
a. Skema
percobaan
b. Cara
kerja
·
Posisikan volt/div CH1 dan CH2 pada 2
volt,
·
Trig source pada (X-Y),
·
Time/div pada 1 ms,
·
Posisikan audio frekuensi pada 100 KHz.
c. Grafik
d. Pembahasan
Resistansi dari tahanan
R adalah kecil jika dibandingkan dengan impedansi atau reduktansi dari
kapasitor C, akibatnya ujung-ujung C sama dengan tegangan total V, untuk
mengamati beda fase dapat dilakukan dengan cara membandingkan VC
dan
VR
untuk nilai tan θ = x/y.
x = VR
= 16 div x 0,2 volt/div = 3,2 volt
y = VR
= 8 div x 0,2 volt/div = 1,6 volt
tan θ = x/y = 3,2/1,6 = 2
θ = arc tan 2 = 63,43º
Jadi sudut yang terbentuk adalah 63º
F. Eksperimen
VI : Mengukur Frekuensi
1. Tata
laksana percobaan :
a. Tombol
trig mode digeser kekanan (X-Y),
b. Dimasukkan
lubang input (9), tegangan sinus 2 V dari Gen satu dengan frekuensi 10 KHz,
c. Jika
tegangan dari Gen satu ini juga dimasukkan di lubang input (5) saluran Y maka
di layar akan diperoleh garis lurus yang miring,
d. Gen
dua dimasukkan ke lubang 5 (saluran Y),
e. Gambar
pada layar diamati dan digambar,
f. Frekuensi
diatur dengan perbandingan 1:1, 1:2.
2. Grafik
a. Grafik
untuk perbandingan 1 : 1
b. Grafik
untuk perbandingan 1 : 2
3. Pembahasan
Pada grafik dengan perbandingan
frekuensi 1 : 1, grafik berbentuk ovalyang pada saat diperoleh gambarnya
bergerak searah jarum jam dengan pelan. Pada perbandingan frekiensi 1 : 2 akan
membentuk grafik angka 8, hal ini dikarenakan frekuensi 2 memiliki besar dua
kali lipat dari frekuensi 1.
4. Kesimpulan
Semakin besar perbandingan frekuensinya
maka bentuk elips pada grafik jumlahnya akan semakin banyak sesuai dengan
jumlah perbandingannya, jika perbandingan 1 : 2 bentuk elipsnya ada dua, jika
perbandingan 1 : 3 maka bentuk elipsnya ada 3, begitu seterusnya. Perbandingan
antara kedua angka juga menimbulkan arah pertambahan elips vertical maupun
horizontal, angka sebelah kanan akan mengakibatkan pertambahan bentuk elips
kearah horizontal, sedangkan angka sebelah kiri akan mengakibatkan pertambahan
bentuk elips kearah vertical.
G. Eksperimen
VII : Mengukur Beda Fase
1. Tata
laksana percobaan :
·
Transformator lilitan sekunder (CT =
sambungan tengah) dan yang tegangannya rendah diambil,
·
Resistor R dan kapasitor C diambil dan
dihubungkan pada trafo,
·
R diambil sekitar 1 kOhm dan untuk C
sekitar 10 – 15 nF,
·
CT ditanahkan, lilitan primer trafo
dihubungkan dengan Gen, gen dipasang pada frekuensi sekitar 10 kHz dan tegangan
output pada maksimum kemudian hubungkan titik (2) dan (1) pada pelat HOR (9)
dan VERT (5) scope,
·
Tempatkan saklar geser trig mode di X-Y,
·
Layar diamati, gambar akan tampak
berbentuk elips, berarti antara tegangan HOR dengan VERT ada beda fase,
·
Frekuensi gen divariasi.
2. Grafik
3. Pembahasan
Sebenarnya percobaan
ini sama dengan percobaan mengukur dua tegangan yang berbeda yang keempat,
karena pada percobaan ini sama-sama mencari beda fase antara dua buah tegangan,
sehingga grafik dan pembahasannya pun hamper sama.
V.
KESIMPULAN
·
Osiloskop dapat melukiskan dua gelombang
tegangan dalam satu layar sekaligus,
·
Dari osiloskop kita dapat mengetahui
beda fase antara dua gelombang,
·
Osiloskop dapat melukiskan perbandingan
frekuensi antara dua gelombang,
·
Untuk memperoleh perbesaran sepuluh kali
dengan menarik tombol position (28),
·
Pada tegangan yang identik dapat
diperoleh perbesaran atau rasio perbandingan antara CH1 dengan CH2,
·
Trigger berfungsi untuk menstabilkan
gerakan gelombang,
VI.
DAFTAR PUSTAKA
Staff Laboratorium Fisika Dasar. 2009. Panduan Praktikum Fisika Dasar II. Yogyakarta
: Laboratorium Fisika Dasar, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada.
Yogyakarta, 12 Mei 2009
Asisten
Praktikan
Nurfina Wahyu Setyo
Hutomo
makasi laporannya
BalasHapus