Date post: | 06-Aug-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | -andrian-yp- |
View: | 1,374 times |
Download: | 4 times |
By Group 121 IK-3C IT Telkom Bandung
Sigit Wahyu Pratama
Andrian Yoga Pratama
Husim Rinaldi
Husna Aydadenta
Rio Hagana Tarigan
Tujuan Praktikum
1. Mengukur frekuensi dan amplitudo getaran harmonik dengan osiloskop
2. Memahami superposisi getaran harmonik yang sejajar melalui osiloskop
3. Memahami superposisi getaran harmonik yang saling tegak lurus melalui osiloskop
Superposisi 2 Getaran Harmonik yang searah
Jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arah getar berada dalam satu sumbu getar yang sama ditulis sebagai berikut :
Getaran harmonik 1 : x1(t) = A1 cos
Getaran harmonik 2: x2(t) = A2 cos
Dasar Teori
1. Jika keduanya bersuperposisi maka akan diperoleh resultan getaran harmonik sebagai berikut :
Jika amplitudo berbeda, frekuensi dan fasa awal sama
Getaran harmonik 1 : x1(t) = A1 cos
Getaran harmonik 2: x2(t) = A2 cos
Getaran harmonik resultan :
Dasar Teori
2. Jika amplitudo dan fasa awal berbeda, frekuensi sama
Getaran harmonik 1 : x1(t) = A1 cos
Getaran harmonik 2: x2(t) = A2 cos
Getaran harmonik resultan :
Dasar Teori
3. Jika amplitudo dan frekuensi berbeda, fasa awal sama
Getaran harmonik 1 : x1(t) = A1 cos
Getaran harmonik 2: x2(t) = A2 cos
Ambil = 0 sehingga kedua getaran harmonik menjadi :
x1(t) = A1 cos
x2(t) = A2 cos
Getaran harmonik resultan :
Dasar Teori
tfAtfA
tfAtfAarc
ffAAAAA
dengan
AtX
R
R
RRR
2211
2211
1221
2
2
2
1
2cos2cos
2sin2sintan
2cos2
cos)(
Superposisi Getaran Harmonik yang saling tegak lurus Jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arah getar yang saling tegak lurus, misalkan sebagai berikut : Getaran harmonik 1 : x (t) = A1 sin Getaran harmonik 2: y (t) = A2 sin Getaran harmonik resultannya jika diplot dalam dua sumbu yang saling tegak lurus akan diperoleh gambar Lissajous ( li-sa-ju ). Amplitudo, frekuensi dan beda fasa kedua getaran harmonik yang saling bersuerposisi akan menentukan bentuk gambar lissajous yang diperoleh.
Dasar Teori
Jika frekuensi kedua getaran harmonik sama Kedua getaran harmonik tersebut misalkan : x (t) = A1 sin ( 2 ) y (t) = A2 sin ( 2 ) Lintasan diperoleh dengan mengeliminasi t antara x (t) dan y (t) Adapun hasilnya : Dimana = disebut beda fase awal Jadi : Bentuk lintasan ditentukan oleh amplitudo masing-masing getaran dan oleh beda fase awalnya , dan dapat berbentuk garis lurus , elips bahkan lingkaran . (irisan kerucut )
Dasar Teori
1 ft
2 ft
Dasar Teori
Kalau = 0 ( kedua getaran sefase ) diperoleh garis
lurus :
Kalau = radian , keduanya dengan kemiringan A2/A1
Kalau = radian atau = radian Diperoleh :
yaitu elips tegak (gambar 3) Untuk yang lain diperoleh elips
miring
Dasar Teori
Jika frekuensi kedua getaran harmonik berbeda
Kalau f1 f2 diperoleh gambar yang sangat rumit , kecuali apabila f1 / f2 berupa perbandingan sederhana seperti 1/2, 1/3, 2/2, 2/3, dll.
Gambar - gambar yang diperoleh adalah :
3
1
0o 15o 30o 60o 90o 120o
0o 30o 45o 90o 135o 180o 2
1
0o 45 o 90 o 180 o 220 o 360 o
1
1
0o 15o 30o 45o 60o 90o
4
1
Dasar Teori
Ossiloskop Secara garis besar panel depan osiloskop GOS - 622 dapat dibagi 4 bagian : I. Layar display ( 80 cm x 10cm ) II. Tombol - knop yang mengatur
dislay. III. a. Pengatur sweep dan
kedudukan b. Pengatur trigger
IV. a. Pengatur channel 1; b, Pengatur channel 2;
b. Switch pemilih channel dan modus kerja osiloskop.
I a III b
b a IV II
c
Dasar Teori
Secara rinci fungsi panel dan modus osiloskop adalah:
1 Layar display 10 Input ch - 2
2 Tombol on - of 11 Input ch – 2 Pengatur nilai skala vertikal
3 Pengatur iluminasi layar
12 Penggeser gambar arah horisontal
4 Pengatur fokus 13 Switch pemilih kecepatan horisontal sweep (TIME / DIV)
5 Pengatur intensitas 14 Tombol kalibarasi sweep
6 Getaran 2 Vpp ( ' square ' )
15 Pengatur triggen , kedua knop ini harus selalu terputar habis kekiri
7 Penggeser gambar vertikal
16 Tombol auto harus selalu dalam keadaan tertekan
8 Selektor ch – 1 & 2 17 Pemilih channel dan modus kerja osiloskop
9
Pengatur nilai skala vertikal
A. Mengenal Ossiloskop
Persiapan sebelum alat dinyalakan :
Tombol - tombol INTENS, FOKUS, ILLUM POS dan kedua tombol POS ditempatkan di kedudukan tengah-tengah.
Tombol SWP VAR diputar habis kekanan , dalam keadaan tertekan .
Tombiol TIME / DIV sepenuhnya kekiri sampai habis .
Switch VERT MODE ke ch -1 ( atau ch-2) .
Prosedur Praktikum
Kalibrasi Skala Vertikal. Putar Knop nomor 7 ke 1ms; pada layar tampak garis
horisontal . Atur hingga tampak tajam jelas ditengah layar. Switch nomor 18 ke ch-1; switch nomor 13 ke AC. Kenop nomor 11 ke 1 volt , tombol kecilnya penuh kekanan
(call). Pasang probe kesoket 10 dan kaitkan ujung probe ( magn
1x ) ke output 6 call 2vpp. Pada layar akan tampak gambar gelombang 'square' . Periksa apakah amplitudo gelombang square ini sudah tepat 2vpp.
Prosedur Praktikum
Prosedur Praktikum
Skala vertikal ch -2
a. Pindahkan Probe ke soket 14; switch 17 ke AC ; kenop 15 ke 1 volt ; switch 18 ke ch-2.
b. Hubungkan ujung probe dengan magn. 1x ke output 6. Pada layar tampak gambar seperti disamping
B. Pengukuran frekuensi ( f ) dan Amplitudo ( A ) getaran harmonik
OSILATOR: - Atur tombol ATT di tengah;
- Tombol mVpp pada posisi 100;
- Atur tombol-tombol sebelah kanan sehingga dapat getaran harmonik sederhana sinosoidal 600 HZ
OSILOSKOP: - Pasang probe pada ch-1;
- Alihkan switch 18 ke ch-1 dan switch 13 ke AC;
- Ujung probe ( magn. 1x ) dihubungkan pada OUT osilator demikian pula hubungkan negatipnya.
- Dengan memutar-mutar kenop 7 dan 11 usahakan agar pada layar tampak 3-4 sinusoida yang mengisi 3/4 luas layar.
Bila gambar 'lari' ; hentikan dengan memutar knop besar trigger 21( tetapi knop kecilnya selalu penuh kekiri )
Prosedur Praktikum
C. Superposisi 2 Getaran Harmonik yang sejajar
Osiloskop :
Putar tombol 7 ke 1 ms; tombol 13 ke AC, dan tombol 18 ke Ch-1.
Pasang probe ke - 10
Osilator -1 :
Tombol ATT di tengah ; tombol mVpp pada posisi 100
Pasang f1 600 kHz sinusoidal ( atau nilai lain menurut asisten )
Hubungkan probe Ch-1 ke osilator atur f1 dan ATT hingga pada layar osiloskop tampak 3 sampai 4 sinusoidal dengan amplitudo a = 2 sampai 3 cm, dan tidak bergerak /diam. Catat a1 dan f1.
Pindahkan switch 18 ke Ch-2 dan switch 17 ke AC
Prosedur Praktikum
Osilator -2 :
Tombol ATT di tengah ; tombol mVpp pada posisi 600
Pasang f2 600 kHz sinusoidal
Hubungkan probe Ch-2 ke osilator, atur f2 dan ATT hingga pada layar osiloskop tampak 3 - 4 sinusoida beramplitudo a = 2 - 3 cm. Catat a2 dan f2.
Pindahkan switch 18 ke dual : Kedua getaran f1 dan f2 akan tampak bersama : atur hingga f2 berfrekuensi dan beramplitudo sama dengan f1 (dan sedapat dapatnya diam).
Pindahkan switch 18 ke ADD : Anda akan menyaksikan gelombang sinus dengan frekuensi sama dengan f1 dan amplitudo yang berubah secara periodik antara 0 - 2a
Ukur a dan f resultan. Bandingkan dengan a1, a2, f1 dan f2 beri komentar.
Ulangi untuk f1 f2 = 6 kHz dan sekali lagi untuk 60 kHz. Catat hasisilnya.
Getaran Harmonik kompleks : Ubah f2 hingga kembali 600 kHz ; dan f1 berturut-turut 6 kHz dan 60 kHz.
Prosedur Praktikum
D. Superposisi Getaran Harmonik yang saling tegak lurus
Cara mendapatkan gambar-gambar Lissajous :
OSILATOR - X :
Pilih fx = 80 Hz sinusoidal; amplitudo disesuaikan .( atau nilai lain ditentukan asisten )
OSILOSKOP Ch-1 :
Tombol 7 di putar habis ke kiri ; dengan demikian sweep horizontal mati
Switch 13 ke AC; 18 ke Ch -1
Pasang probe antara 10 dan osilator – X
Ubah-ubah amplitudo osilator dan konop 11 ( bila perlu ) hingga pada Osiloskop diperoleh garis horizontal + 6 cm.
Matikan sumbu x untuk sementara dengan memindahkan switch 13 dari AC ke GND
Prosedur Praktikum
OSILATOR - Y : Pilih Fy = 80 Hz Sinusoidal; amplitudo disesuaikan.
OSILOSKOP Ch -2 :
Pindahkan switch 17 ke AC
Pasang probe ke 2 antara 14 dan osilator -Y
Ubah-ubah amlitudo osilator hingga pada layar diperoleh garis vertikal + 6 cm
Gambar LISSAJOUS diperoleh dengan memindahkan switch 13 ke AC dengan Fx tetap, ubahlah Fy dengan perlahan-lahan sambil mengamati gambar pada layar yang setiap saat berubah . Usahakan gambar yang sesedikit mungkin meliuk.
Ulangi untuk perbandingan Fx/Fy = 1:1 ; 1:2; 1:3; dan 2:3 ( tanya asisten )
Catatan : Gambar-gambar tidak dapat diam, ini disebabkan kedua osilator merupakan 2 sumber getaran yang tidak koheren : beda fase setiap saat berubah/tidak konstan
Prosedur Praktikum
Percobaan Amplitudo (A) Frekuensi (F)
Osilator Osiloskop Osilator Osiloskop
1 0,5 0,5 600 588
2 0,6 0,8 500 500
3 0,4 0,4 400 400
4 0,3 0,2 300 312,5
Data Hasil Pengamatan Praktikum
A. Kalibrasi Frekuensi (F) & Amplitudo (A) Generator Audio
Data Hasil Pengamatan Praktikum
B. Pengukuran Frekuensi Dengan Lissajous
Data Hasil Pengamatan Praktikum B. Pengukuran Frekuensi Dengan Lissajous
Fx:Fy Gambar Lissajous
Data Hasil Pengamatan Praktikum B. Pengukuran Frekuensi Dengan Lissajous
Fx:Fy Gambar Lissajous
Data Hasil Pengamatan Praktikum
B. Pengukuran Frekuensi Dengan Lissajous
Fx:Fy Gambar Lissajous
Data Hasil Pengamatan Praktikum C. Superposisi Getaran/Gelombang
Data Hasil Pengamatan Praktikum D. Gelombang Kompleks, F2=600 Hz
A osilator = n . A osiloskop
Pengolahan Data
Amplitudo
Pengolahan Data
Pengolahan Data
Grafik
f osilator = n. f osiloskop
Pengolahan Data
Frekuensi
Pengolahan Data
Pengolahan Data
Grafik
1. Pengukuran Amplitudo dan Frekuensi Getaran Harmonik
-Jelaskan kembali tabel pengamatan hasil praktikum anda
Analisis
Percobaan Amplitudo (A) Frekuensi (F)
Osilator Osiloskop Osilator Osiloskop
1 0,5 0,5 600 588
2 0,6 0,8 500 500
3 0,4 0,4 400 400
4 0,3 0,2 300 312,5
-Apa yang dimaksud dengan:
Amplitudo: Jarak terjauh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide
Frekuensi: Banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 detik
Analisis
-Samakah nilai A dan f osilator dengan osiloskop? Mengapa demikian?
Jawab : Berbeda, karena terdapat keterbatasan alat dan pengamat dan rangkaian osilator dan osiloskop yang berbeda
Analisis
-Perlukah koreksi untuk skala ch1-ch2? Uraikan jawaban anda
Jawab : Tidak perlu, karena skala channel yang dipakai dalam percobaan ini hanya channel 1
Analisis
2. Pengamatan superposisi getaran harmonik yang sejajar
- Jelaskan kembali tabel hasil pengamatan
Analisis
-Jelaskan hasil pengamatan getaran harmonik kompleks
Jawab: Dalam pengamatan kali ini menggunakan frekuensi yang beda orde, yaitu f1= 6kHz dan f2=600 Hz dan gambar yang dihasilkan adalah berupa gelombang yang rapat tetapi masih terdapat renggangan. Saat f1 diganti dengan 60 kHz, gambar yang dihasilkan adalah berupa gelombang yang sangat rapat
Analisis
3. Pengamatan superposisi getaran yang saling tegak lurus
-Jelaskan kembali hasil pengamatan anda
Jawab : Dengan perbandingan fx dan fy yang telah ditentukan maka akan menghasilkan gambar Lissajous yang beragam sesuai dengan perbandingannya
Analisis
Keterbatasan pengamat, keterbatasan alat, dan perbedaan rangkaian osilator dan osiloskop berpengaruh terhadap kalibrasi frekuensi dan amplitudo pada generator audio
Semakin besar perbandingan antar frekuensi dalam superposisi gerka harmonikn tegak lurus, maka gambar lissajousnya akan semakin komleks
Pada gelombang kompleks, semakin besar beda ordenya maka gambar gelombangnya akan semakin rapat
Kesimpulan
Terima Kasih