laporan r-lab kr01
TRANSCRIPT
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
1/13
LAPORAN R-LABDisipasi Kalor Hot Wire
Nama : Samuel Reynaldo Hendrawan
NPM : 1206243173
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknik Mesin
Kode Praktikum : KR01
Tanggal Praktikum : 12 Oktober 2012
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPDUniversitas Indonesia
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
2/13
Disipasi Kalor Hot Wire
I. Tujuan
Menggunakan hot wire sebagai sensor kecepatan aliran udara.
II. Peralatan
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. Landasan Teori
Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak
digunakan sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan alirandalam 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 didispasi oleh kawat menjadi energi
kalor. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan ,
arus listrik yang mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik
mengalir.
P = v i t .........( 1 )
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 :
Overheat ratio =Rw
Ra
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
3/13
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
4/13
Gambar
V. Hasil dan Evaluasi
a. Pengolahan Data
Berdasarkan persamaan (1) diatas, besarnya energi listrik yang terdisipasi
sebanding dengan tegangan , arus listrik yang mengalir di probe tersebut dan
lamanya waktu arus listrik mengalir. Maka pada persamaan tersebut,
W = vit
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
5/13
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
6/13
Grafik1.TeganganHotWireVs.Waktu
Kecepatan
angin
Tegangan
Rata-Rata
0 2,112
70 2,073
110 2,053
150 2,044190 2,039
230 2,035
1,980
2,000
2,020
2,040
2,060
2,080
2,100
2,120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
v1=0m/s
v2=70m/s
v3=110m/s
v4=150m/s
v5=190m/s
v6=230m/s
TeganganHotWireVSWaktu
TeganganHotWire
Waktu(s)
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
7/13
x y x2 y2
2,112 0 4,460544 02,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
1,980
2,000
2,020
2,040
2,060
2,080
2,100
2,120
0 70 110 150 190 230
Teganganrata-rata
Teganganratarata
KecepatanAngin
Teganganrata-rata
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
8/13
2,112 0 4,460544 0
2,112 0 4,460544 0
2,073 70 4,297329 4900
2,073 70 4,297329 4900
2,073 70 4,297329 4900
2,074 70 4,301476 4900
2,074 70 4,301476 4900
2,073 70 4,297329 4900
2,073 70 4,297329 4900
2,076 70 4,309776 4900
2,074 70 4,301476 4900
2,074 70 4,301476 4900
2,053 110 4,214809 12100
2,052 110 4,210704 12100
2,052 110 4,210704 12100
2,053 110 4,214809 12100
2,052 110 4,210704 12100
2,054 110 4,218916 12100
2,053 110 4,214809 12100
2,054 110 4,218916 12100
2,054 110 4,218916 12100
2,053 110 4,214809 12100
2,044 150 4,177936 22500
2,045 150 4,182025 22500
2,044 150 4,177936 22500
2,045 150 4,182025 22500
2,044 150 4,177936 22500
2,044 150 4,177936 22500
2,044 150 4,177936 225002,044 150 4,177936 22500
2,044 150 4,177936 22500
2,044 150 4,177936 22500
2,039 190 4,157521 36100
2,039 190 4,157521 36100
2,039 190 4,157521 36100
2,039 190 4,157521 36100
2,040 190 4,161600 36100
2,039 190 4,157521 36100
2,039 190 4,157521 36100
2,038 190 4,153444 361002,038 190 4,153444 36100
2,038 190 4,153444 36100
2,035 230 4,141225 52900
2,035 230 4,141225 52900
2,036 230 4,145296 52900
2,036 230 4,145296 52900
2,036 230 4,145296 52900
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
9/13
2,035 230 4,141225 52900
2,035 230 4,141225 52900
2,035 230 4,141225 52900
2,035 230 4,141225 52900
2,035 230 4,141225 52900
Jadi, persamaan kecepatan angin sebagai fungsi hot wire adalah
y=2766+5821,332
denganxadalahteganganhotwire,danyadalahkecepatan
angin.
m =
n xy ( x)( y)n x
2 ( x)2
m =
60.15331123,570.7500
60.254,53415269,54
m = 2766
b =x2 y ( x)( xy)
n x2 ( x)2
b =254,534.7500123,570.15331
60.254,53415269,54
b = 5821,332
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
10/13
i. Percobaan
Di percobaan KR01 mengenai Disipasi kalor hotwire ini
dilakukan online menggunakan rLab yang bertujuan mengetahui
kemampuan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara. Kipas
angin merupakan sumber udara pada percobaan kali ini. Kecepatan
udara berbeda-beda, dari 0 m/s, 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s
sampai 230 m/s. Ketika kipas belum dinyalakan, v0=0m/s, besar
arus dan tegangan listrik belum terpengaruh dari kecepatan kipastersebut. Ketika kipas dinyalakan, kecepatan kipas mulai di atur
sesuai dengan variasi yang diberikan. Kemudian juga kecepatan
angin mempengaruhi arus listrik dan tegangan listrik yang
mengalir. Arus listrik semakin besar, sebanding dengan kecepatan
kipas yang diberikan. Sedangkan tegangan listrik menjadi semakin
kecil, berbanding terbalik dengan kecepatan angin yang dihasilkan
kipas. Hal ini disebabkan udara yang dihembuskan kipas angin
mempengaruhi resistensi pada kawat yang selanjutnya
mempengaruhi tegangan dan arus tersebut. Ketika angin dialirkan
pada probe, angin menerpa kawat pijar dengan kecepatan v dan
gayaF.Terpaanangintersebutmenyebabkanperubahannilai
resistensikawattersebutyangsebandingdengankecepatan
angin.Semakinkencanganginyangdialirkan,semakinbesar
aruslistrikyangdihasilkan.Sebaliknya,semakinbesar
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
11/13
kecepatananginyangdiberikan,semakinkecilteganganyang
dihasilkan.Besarkecilnyaperubahanresistensiinilahyang
mempengaruhiperubahankaloryangterjadipadaprobe.
ii. Hasil
Berdasarkan pada percobaan ini, kita dapatkan hasil bahwa
semakin besar kecepatan angin yang dihembuskan, maka
semakin besar arus listrik yang mengalir pada hotwire dan
teganganpada kawat tersebutpun semakinkecil.Persamaanyang dihasilkan tidak 100% tepat, karena ini adalah
pendekatan dari hasil percobaan ini. Hal ini terbukti dengan
memasukkan salah satu nilai tegangan hot wire ke dalam
persamaan y = 2766 + 5821,332. Maka kecepatan yang
dihasilkan tidak sama perss dengan apa yang ada di hasil
praktikum.
Kesalahanyangterjadibisaterbilangrelatifbesar.Walaupun
demikian,percobaanyangdilakukansecarajarakjauhdan
hanyamenggunakankomputerinisudahdilaksanakansesuai
denganproseduryangada.Besarnyakesalahanbisa
dibuktikandenganmenggantiteganganhotwirepada
percobaantersebut.PadapraktikumrLabiniinikesalahan
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
12/13
yangterjadihampirmerupakanhumaneror,karenasemua
peralatannyasudahterkomputerisasi.
iii. Grafik
Pada grafik pertama, tegangan hot wire di setiap waktunya,
besar tegangan dari tiap-tiap kecepatan angin relatif stabil
meskipun terdapat perubahan yang sangat kecil. Hal ini terjadi
karena udara dari kipas angin tidak kemudian langsung berubah
kecepatannya, tetapi melakukan percepatan terlebih dahulu.
Contohnya disaat dilakukan perubahan kecepatan angin dari 0 m/s
ke 70 m/s, kipas tidak langsung berubah kecepatannya, tapi
melakukan percepatan terlebih dahulu sampai akhirnya mencapai
70 m/s.
Di grafik kedua, tegangan hot wire berbanding terbalik
dengan perubahan kecepatan udara yang dihembuskan oleh kipas
angin. Semakin besar kecepatan udara yang berasal dari kipas
angin, maka tegangan yang dihasilkan semakin kecil.
Grafikyangdihasilkanmenunjukkanadanyahubungan
antaradatahasilpercobaandengankondisiyangseharusnya
terjadi,yaitukecepatanangindarikipasanginberbanding
terbalikdenganteganganyangdihasilkanolehprobetersebut.
-
7/29/2019 Laporan R-lab KR01
13/13
VI. Kesimpulan
a. Kawat hot wire tidak dapat mengukur kecepatan angin, karena
nilai yang dihasilkan mempunyai kesalahan yang relatif besar.
b. Kawat hot wirebisa digunakan hanya untuk memperkirakan
besar/kecilnya angin, bukan untuk menentukan nilai, yaitu dengan
melihat perubahan tegangan dan arus yang terjadi pada kawat hot
wire tersebut.
c. Kecepatan angin yang terjadi berbanding lurus dengan arus
listrik(I) dan berbanding terbalik dengan tegangan (V)
VII. Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition,
Prentice Hall, NJ, 2000.
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition,
Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
Link RLab
http://sitrampil4.ui.ac.id/kr01