kr01-disipasi kalor

7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor

http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 1/14

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

Disusun Oleh :

Nama : Natasha Anagi

NPM : 1206241640

Fakultas : Teknik

Prodi : Teknik Sipil

No. Percobaan : KR01

Nama Percobaan : Disipasi Kalor Hot Wire

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

(UPP-IPD)

Universitas Indonesia

Depok



Disipasi Kalor Hot Wire

I. Tujuan

Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara

II. Alat dan Bahan

1. Kawat pijar (hotwire)

2. Fan

3. Voltmeter dan Ampmeter

4. Adjustable power supply

5. Camcorder

6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Teori

Hot wire adalah Salah satu contoh hot wire yang paling banyak digunakan sebagai

sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial adalah single

normal probe. Probe macam itu terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus

yang disatukan pada dua kawat baja. Masing-masing ujung probe dihubungkan ke

sebuah sumber tegangan. Lalu energi listrik pasti akan mengalir pada probe tersebut

dan didisipasi oleh kawat menjadi energi kalor. Besarnya energi listrik yang

terdidisipasi sebanding dengan tegangan, arus listrik yang mengalir di probe tersebut

dan lamanya waktu arus listrik mengalir.



… (1)

Keterangan :

P = Energi listrik (joule)

V = Tegangan listrik (volt)

I = Arus listrik (ampere)

t = Waktu / Lama aliran listrik (sekon)

Jika probe dihembuskan udara, maka akan mengubah nilai resistansi kawat dan

sekaligus mengubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin besar kecepatan

udara yang mengalir, maka semakin besar pula perubahan nilai resistansi dan arus

listrik yang engalir juga ikut berubah.

Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dapat dinyatakan oleh overheat ratio

yang dirumuskan sebagai :

Overheated ratio =

Keterangan :

Rw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara).

Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan).

P = V · I · ∆t



Hot wire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang menyatakan

hubungan antara tegangan kawat (wire voltage,E ) dengan kecepatan referensi

(reference velocity , U ). Setelah persamaan diperoleh, informasi kecepatan dalam

setiap percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut.

Persamaan yang diperoleh berupa persamaan linear atau persamaan polinomial.

Pada percobaan akan dilakukan pengukuran tegangan kawat pada temperatur

ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan kecepatan yang

hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan divariasikan melalui daya

yang diberikan ke fan yaitu 70 , 110 , 150 dan 190 dari daya maksimal 230 m/s.

IV. Cara Kerja

1. Mengaktifkan Web cam dengan cara meng”klik” icon video pada halaman web

r-Lab.

2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik” pilihan

drop down pada icon “atur kecepatan aliran”.

3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada icon

“menghidupkan power supply kipas.

4. Mengukur Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik

icon “ukur”.

5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 , 110 , 150 , 190 dan 230

m/s.



V. Data Percobaan

1. Data yang diambil pada saat kecepatan angin 0 m/s

Waktu Kec Angin V-HW I-HW

1 0 2.112 54.6

2 0 2.112 54.8

3 0 2.112 55

4 0 2.112 55.3

5 0 2.112 55.4

6 0 2.112 55.5

7 0 2.112 55.4

8 0 2.112 55.2

9 0 2.112 54.9

10 0 2.112 54.8



1 70 2.052 54.7

2 70 2.052 54.7

3 70 2.052 54.7

4 70 2.053 54.7

5 70 2.053 54.7

6 70 2.053 54.6

7 70 2.053 54.6

8 70 2.052 54.6

9 70 2.052 54.5

10 70 2.052 54.5





1 110 2.035 55.1

2 110 2.035 54.6

3 110 2.034 54.4

4 110 2.034 54.4

5 110 2.034 54.5

6 110 2.034 54.8

7 110 2.033 55.4

8 110 2.034 56.3

9 110 2.034 57.1

10 110 2.035 57.7



1 150 2.025 55.6

2 150 2.025 55

3 150 2.026 54.7

4 150 2.026 54.5

5 150 2.027 54.5

6 150 2.026 54.5

7 150 2.025 54.6

8 150 2.024 54.8

9 150 2.025 54.9

10 150 2.025 55.1



5. Data yang diambil pada saat kecepatan angin190 m/s


1 190 2.02 57.3

2 190 2.02 56.9

3 190 2.021 56.6

4 190 2.02 56.4

5 190 2.02 56.2

6 190 2.02 55.9

7 190 2.021 55.6

8 190 2.02 55.4

9 190 2.021 55.2

10 190 2.021 55



1 230 2.017 57.7

2 230 2.016 57.4

3 230 2.017 57.5

4 230 2.017 57.7

5 230 2.017 57.9

6 230 2.017 58

7 230 2.018 58.1

8 230 2.018 58.2

9 230 2.018 58.2

10 230 2.018 58.3



Tabel 3. Pada saat kecepatan angin 110 m/s




Hubungan Tegangan (volt) dan Kecepatan Angin (cm/s) berdasarkan data yang

didapat dari keenam data tersebut dapat dihitung rata-ratanya.

Kecepatan angin (cm/s) Tegangan rata-rata (V)

0 2.112

70 2.0524

110 2.0342

150 2.0254

190 2.0204

230 2.0173



VII. Analisis

1. Analisis Percobaan

Disaat awal percobaan, praktikan menyalakan webcam di halaman web r-Lab

terlebih dahulu sehingga praktikan dapat memastikan bahwa sebelum melakukan

percobaan, alat percobaan sudah kembali ke kondisi awal.

Dalam percobaan kali ini, kita mempunyai tujuan untuk mengukur kecepatan

angin menggunakan hotwire sebagai sensor ketika angin tersebut bergerak.

Pertama-tama, kawat baja yang terdapat di masing masing ujung probe

disambungkann menuju sumber tegangan. Setelah itu, aliran listrik akan mengalir

menuju probe dan akan membuat energi listrik pada probe. Selanjutnya, energi

kalor akan dibuat dari berubahnya energi listrik yang mengalir pada probe

tersebut akan terdispasi oleh kawat. Pada kondisi awal, angin mengalir dengan

kecepatan 0 m/s, maka tidak ada perubahan sama sekali. Kemudian, percobaan

dimulai dengan memberikan penambahan kecepatan angin yang melewati

hotwire. Ketika hotwire dilewati oleh angin, maka hotwire akan terjadi perubahan,

yaitu penurunan resistensi pada hotwire. Penurunan ini akan mengakibatkan

perubahan pada tegangan listrik yang mengalir pada hotwire. Begitu juga

penurunan resistensi pada hotwire juga akan mempengaruhi aliran listrik yang

mengalir pada hotwire.

Proses untuk mendapatkan data dari percobaan ini adalah terusnya melakukan

penambahan kecepatan angin sehingga terjadi perubahan pada hotwire tersebut.

Perubahan yang terlihat adalah adanya perubahan pada aliran listrik dan

tegangan pada hotwire. Namun, perubahan yang terjadi tidak secara konstan,

tetapi selalu berubah-ubah setiap waktunya. Hal ini dapat dinyatakan bahwa

percobaan ini tidak dilakukan secara sempurna. Penyebab utama dari

ketidaksempurnaan tersebut mungkin dikarenakan angin yang diberikan tidak

mengenai seluruh permukaan kawat hotwire, melainkan hanya sebagian dari

hotwire tersebut saja. Itulah yang menyebabkan terjadi perubahan arus dan

tegangan yang berubah-ubah pada saat hotwire dihembuskan angin juga tidak

bersifat pasti. Begitu juga ketika hotwire dihembuskan angin dengan kecepatan

110, 150, 190, dan 230 m/s. hasil percobaan menunjukan bahwan ada tegangan



yang dihasilkan dan akan berbeda-beda setiap kali kecepatan angin diubah.

Demikian pula dengan arusnya yang disebabkan oleh resistansi atau hambatan

yang berasal dari kawat pijar.

2. Analisis Hasil

Ketika hotwire dialirkan angin dengan kecepatan 0 m/s, tidak terjadi perubahan

arus maupun tegangan seiringnya dengan perubahan waktu. Namun ketika

diberikan aliran angin secepat 70 m/s, perubahan tegangan dan arus selalu

berubah dengan kondisi yang tidak stabil. Tetapi, ada satu hal yang dapat dilihat

dari berlangsungnya percobaan ini yaitu ketika arus mengalami kenaikan maka

tegangan akan mengalami penurunan, begitu juga sebaliknya. Perubahan yang

berbanding terbalik ini sesuai dengan rumus V = I . R. Rumus tersebut

menyatakan bahwa tegangan dan arus berbanding terbalik satu sama lain.

Kemudian, setelah mengalirkan angin dengan kecepatan 0 m/s dan 70 m/s, maka

dilakukan penambahan kecepatan aliran angin secara terus menerus sebesar

110 m/s, 150m/s, 190 m/s, dan 230 m/s, tetapi tetap saja hubungan arus dan

tegangan tetap berbanding terbalik, selalu mengikuti rumus dan tidak berubah.,

namun makin berlangsungnya percobaan, makin mulai cenderung bahwa

tegangan yang dihasilkan mengalami penurunan seiring penambahan kecepatan

angin, tidak hanya itu, tetapi nilai arus juga cenderung meningkat.

3. Analisis Grafik

Dalam percobaan kali ini, dapat dibuat grafik dengan hubungan antara tegangan

dan kecepatan angin, setelah itu dapat juga dibuat grafik hubungan antara

tegangan dan waktu berdasarkan hasil rata-rata dari data yang didapat.. Dengan

data yang didapat, dapat dilihat bahwa tiap grafik memiliki garis, dalam hal ini

perubahan tegangan, yang tidak stabil. Hal ini menunjukkan bahwa data yang

didapat merupakan data yang kurang baik dikarenakan karena angin yang

diberikan tidak mengenai hotwire secara seluruhnya sehingga data yang didapattidak terlalu akurat.



VIII. Kesimpulan

1. Dalam percobaan kali ini, kecepatan aliran angin yang diberikan memiliki sifat

berbanding terbalik dari tegangan yang dihasilkan.

2. Hotwire merupakan alat yang kurang baik untuk pengambilan data dalam hal

ini sehingga data yang didapat kurang baik dan tidak terlalu akurat.

IX. Referensi

1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall,

NJ, 2000.

2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended

Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

kr01-disipasi kalor

Documents