LAPORAN PRAKTIKUM

Nama/NPM: Faishal Muhammad / 1206244182Fakultas/Program Studi: Teknik / Teknik Industri Group & Kawan Kerja: B2Farisa ImansariFakhri AlviantoFendra AgustaFindal DarmajaHafsah Indriani PratiwiHeddy FlorihotdaHusain Abdullah No & Nama Percobaan: KR01, Disipasi Kalor Hot WireMinggu Percobaan: Pekan 1Tanggal Percobaan: 28 Februari 2013Nama Asisten:

Laboratorium Fisika DasarUPP IPDUniversitas IndonesiaDisipasi Kalor Hot WireI. Tujuan PraktikumMenggunakan hot wire sebagai sensor kecepatan aliran udara.II. Peralatan1. Kawat Pijar (Hot Wire)2. Fan3. Voltmeter dan Amperemeter4. Adjustable Power Supply5. Camcorder6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Landasan TeoriSingle normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak digunakan sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial saja. Probe seperti ini terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada dua kawat baja. Masing-masing ujung probe dihubungkan ke sebuah sumber tegangan. Energi listrik yang mengalir pada probe tersebut akan didisipasi oleh kawat menjadi energi kalor. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan, arus lirtrik yang mengalir di probe tersebut, dan lamanya waktu arus listrik mengalir.

Bila probe dihembuskan udara maka akan merubah nilai resistansi kawat sehingga merubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir maka perubahan nilai resistansi juga semakin besar dan arus listrik yang mengalir juga berubah. Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dinyatakan oleh overheat ratio yang dirumuskan sebagai:

Rw = Resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara)Ra = Resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan)Hot wire probe harus dikalibrasi untuk memntukan persamaan yang menyatakan hubungan antara tegangan kawat (wire voltage, E) dengan kecepatan referensi (reference velocity, U) setelah persamaandiperoleh, kemudian informasi kecepatan dalam setiap percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut. Persamaan yang didapat berbentuk persamaan linear atau polinomial.Pada percobaan yang akan dilakukan yaitu mengukur tegangan kawat pada temperatur ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan kecepatan yang dihasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan divariasi melalui daya yang diberikan ke fan yaitu 70, 110, 150, dan 190 dari daya maksimal 230 m/s.

IV. Prosedur PercobaanEkeperimen remote laboratory (r-Lab) ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol r-Lab di bagian bawah halaman ini.1. Aktifkan Web cam (klik icon video pada web halaman web r-Lab).2. Berikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s, dengan meng-klik pilihan drop down pada icon atur kecepatan aliran.3. Hidupkan motor penggerak kipad dengan meng-klik radio button pada icon menghidupkan power supply kipas.4. Ukurlah tegangan dan arus litrik di kawat hot wire denga cara mengklik ukur.5. Ulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70, 110, 150, 190, dan 230 m/s/

V. Data Hasil PengamatanBerikut ini adalah data yang diperoleh melalui praktikum r-Lab dengan mengganti kecepatan angin sebesar 0, 70, 110,150, 190, dan 230 m/s :WaktuKecepatan AnginV-HWI-HW

102.11255.1

202.11255.0

302.11255.0

402.11255.0

502.11254.9

602.11254.9

702.11254.9

802.11254.8

902.11254.7

10

02.11254.6

1702.07254.1

2702.07354.1

3702.07254.1

4702.07254.1

5702.07354.2

6702.07154.4

7702.07254.5

8702.07454.7

9702.07254.9

10

702.07155.2

11102.05455.4

21102.05555.6

31102.05455.8

41102.05655.9

51102.05556.0

61102.05456.2

71102.05556.2

81102.05556.3

91102.05556.2

10

1102.05456.1

11502.04756.5

21502.04756.4

31502.04756.2

41502.04755.7

51502.04755.4

61502.04755.0

71502.04754.6

81502.04654.5

91502.04754.3

10

1502.04754.3

11902.04256.5

21902.04256.0

31902.04255.6

41902.04355.1

51902.04354.7

61902.04254.5

71902.04254.4

81902.04254.3

91902.04254.4

10

1902.04254.5

12302.04056.8

22302.04056.7

32302.04056.6

42302.04056.6

52302.04056.5

62302.04056.4

72302.04056.3

82302.04056.1

92302.04056.0

102302.04055.8

VI. Pengolahan Data dan Evaluasi

1. Pengolahan Data

dengan x, menyatakan tegangan pada hotwire.y, menyatakan kecepatan angin yang dialirkan.Dengan data sebagai berikut,XYX2Y2XY

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120446054400

2.1120

446054400

2.0727042931844900145040

2.0737042973294900145110

2.0727042931844900145040

2.0727042931844900145040

2.0737042973294900145110

2.0717042890414900144970

2.0727042931844900145040

2.0747043014764900145180

2.0727042931844900145040

2.07170

42890414900144970

2.054110421891612100225940

2.055110422302512100226050

2.054110421891612100225940

2.056110422713612100226160

2.055110422302512100226050

2.054110421891612100225940

2.055110422302512100226050

2.055110422302512100226050

2.055110422302512100226050

2.054110

421891612100225940

2.047150419020922500307050

2.047150419020922500307050

2.047150419020922500307050

2.047150419020922500307050

2.047150419020922500307050

2.047150419020922500307050

2.047150419020922500307050

2.046150418611622500306900

2.047150419020922500307050

2.047150

419020922500307050

2.042190416976436100387980

2.042190416976436100387980

2.042190416976436100387980

2.043190417384936100388170

2.043190417384936100388170

2.042190416976436100387980

2.042190416976436100387980

2.042190416976436100387980

2.042190416976436100387980

2.042190

416976436100387980

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

2.040230416160052900469200

Maka,

= 40,623Persamaan garis y=mx+bNilai m, = -1922,6 Nilai b,

= 4302,3542. Evaluasi1. Berdasarkan data yang didapat , buatlah grafik yang menggambarkan hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu untuk tiap kecepatan aliran udara. (Pada Lampiran)2. Berdasarkan pengolahan data di atas, buatlah grafik yang menggambarkan hubungan Tegangan Hotwire dengan Kecepatan aliran angin. (Pada Lampiran)3. Buatlah persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari tegangan hotwire.Jawab:y = -1922,6 + 4302,354 y = kecepatan angin x = tegangan hot wire4. Berdasarkan percobaan dan data yang didapat, apakah kita dapat menggunakan kawat Hotwire sebagai pengukur kecepatan angin?Jawab: Ya, kita dapat menggunakan kawat Hotwire sebagai pengatur kecepatan angin5. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

VII. Analisis Data1. Analisis PercobaanPercobaan ini bertujuan untuk menentukan kecepatan aliran udara dengan menggunakan hotwire sebagai sensor atau detektor. Pada awal sebelum kipas dinyalakan sebagai sumber untuk mengalirkan angin atau dengan kata lain ketika aliran udara 0 m/s, tegangan yang ada pada hotwire berasal dari kedua ujung probe yang dihubungkan ke suatu sumber tegangan, sedangkan arus yang mengalir disebabkan karena adanya resistansi atau hambatan yang berasal dair kawat pijar. Energi listrik yang mengalir pada probe tersebut akan didisipasikan oleh kawat pijar menjadi energi kalor, yang besarnya sebanding dengan tegangan dan arus yang mengalir , serta lamanya waktu arus mengalir. Tegangan dan arus yang mengalir ini sebelum dialiri dengan udara bersifat konstan, namun ektika probe dialiri dengan udara maka arus dan tegangan yang bekerja akan mengalami perubahan.Perubahan ini tentunya disebabkan oleh gejala-gejala fisi yang terjadi pada hotwire. Ketika angin dialirkan pada probe, maka angin tersebut akan menerpa kawat pijar tersebut dengan kecepatan v dan gaya/kekuatan F/ Adanya terpaan andin pada kawat pijar tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan resistansi pada kawat, yang mana hubungannya berbanding lurus dengan kecepatan angin yang mengalir pada probe. Semakin kencang aliran udara yang mengalir pada probe maka tegangan yang terjadi pada sistem akan semakin kecil, sementara arus yang mengalir akan semakin besar. Besar kecilnya perubahan resistansi inilah yang nantinya akan menentukan besar kecilnya perpindahan atau transfer kalor pada probe.

2. Analisis HasilPada dasarnya percobaan telah dilakukan sesuai dengan prosedur yang diperintahkan. Hasil yang diperoleh sudah sesuai dengan rumusan yang ada dimana ketika kawat dialiri dengan udara dengan kecepatan tertentu akan menyebabkan resistansi pada kawat akan berubah. Perubahan resistansi ini berbanding lurus dengan tegangan pada probe dan berbanding terbalik dengan arus yang mengalir. Hal ini sesuai dengan rumusan V= I x R.Kesalahan yang terjadi relatif cukup besar meskipun praktikum dilakukan secara komputerisasi. Besarnya kesalahan dapat dibuktikan dengan mensubstitusikan tegangan hotwire ke dalam persamaan yang menyatakan kecepatan angin sebagai fungsi dari tegangan hotwire. Hal ini terjadi karena semua sistem dan peralatan telah diatur sedemikian rupa sesuai dengan kondisi realnya. Namun, apabila dibandingkan dengan hasil yang diperoleh jika praktikum dilakukan secara manual, kesalahannya pasti lebih besar lagi karena banyak faktor yang berpotensi menyebabkan terjadinya kesalahan apabila praktikum dilakukan secara manual. Pada praktikum rlab ini kesalahan- kesalahan yang bersifat human error yang mungkin terjadi akan dapat diminimalisasi, karena semua proses praktikum dilakukan secara komputerisasi.3. Analisis GrafikGrafik yang diperoleh menunjukan adanya kesinambungan antara data yang diperoleh dengan kondisi yang seharusnya terjadi, dimana kecepatan angin yang dialirkan pada probe akan berbanding terbalik dengan tegangan yang terjadi pada kawat pijar. Dari sini dapat dilihat bahwa data yang diperoleh sudah cukup bagus, sesuai dengan pola yang terlihat pada grafik hubungan antara kecepatan aliran angin dan tegangan pada hotwire. Sementara pada grafik yang menunjukan hubungan antara tegangan hotwire dengan waktu, terlihat adanya sedikit fluktuasi ketika probe dialiri angin, kondisi ini berbeda dengan ketika sebelum dialiri angin. Hal ini disebabkan karena ketika dialiri angin probe menjadi sedikit tidak stabil,sehingga data yang dihasilkan juga sedikit berfluktuasi. Namun, secara keseluruhan range perubahan datanya sangat kecil, sehingga data yang didapatkan dapat digolongkan cukup baik.

VIII. Kesimpulan1. Hot wire dapat digunakan untuk memperkirakan besar atau kecilnya kecepatan angin, tetapi hasil yang didapat tidak terlalu presisi.2. Kecepatan angin yang dihembuskan mempengaruhi nilai resistensi hot wire, sehingga besarnya arus serta tegangan hot wire juga terpengaruhi.3. Semakin tinggi kecepatan angin atau aliran udara, maka tegangan hot eire yang dihasilkan akan semakin kecil meskipun tidak terlalu besar angka perbedaannya.4. Kecepatan angin yang mengalir pada probe berbanding terbalik dengan tegangan yang terjadi pada hotwire.5. Dengan mengolah data hubungan antara kecepatan udara dan tegangan hot wire, maka kita bisa mendapatkan persamaan kecepatan angin sebagai fungsi dari tegangan hotwire dengan menggunakan metode least square, persamaan tersebut adalah : y = -1922,6 + 4302,354

IX. Referensi1. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.2. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000.

Data Lampiran1. Tabel Data PercobaanWaktuKecepatan AnginV-HWI-HW

102.11255.1

202.11255.0

302.11255.0

402.11255.0

502.11254.9

602.11254.9

702.11254.9

802.11254.8

902.11254.7

10

02.11254.6

1702.07254.1

2702.07354.1

3702.07254.1

4702.07254.1

5702.07354.2

6702.07154.4

7702.07254.5

8702.07454.7

9702.07254.9

10

702.07155.2

11102.05455.4

21102.05555.6

31102.05455.8

41102.05655.9

51102.05556.0

61102.05456.2

71102.05556.2

81102.05556.3

91102.05556.2

10

1102.05456.1

11502.04756.5

21502.04756.4

31502.04756.2

41502.04755.7

51502.04755.4

61502.04755.0

71502.04754.6

81502.04654.5

91502.04754.3

10

1502.04754.3

11902.04256.5

21902.04256.0

31902.04255.6

41902.04355.1

51902.04354.7

61902.04254.5

71902.04254.4

81902.04254.3

91902.04254.4

10

1902.04254.5

12302.04056.8

22302.04056.7

32302.04056.6

42302.04056.6

52302.04056.5

62302.04056.4

72302.04056.3

82302.04056.1

92302.04056.0

102302.04055.8

2. Grafik hubungan Tegangan Hotwire dengan waktu

Keterangan:Sumbu X: Waktu (t)Sumbu Y: Tegangan Pada HotWire (V)

3. Grafik hubungan Tegangan Hotwire dengan kecepatan aliran angin

Keterangan: sb x, tegangan pada hotwire (V)sb y, kecepatan aliran angin (m/s)