FISIKA DASAR semester 2

DI susun Oleh :

NURUL HIDAYAH (4108 100 052)
CUMBA ANGGAKARA (4208 100 026)
ALYUAN DASIRA (4208 100 044)
AHMAD AMIRULLOH (4308 100 114)
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABA

GALVANOMETER

1.1 Pengertian Galvanometer
Galvanometer adalah alat pengukur kuat arus yang sangat lemah. Cara kerjanya sama dengan Amperemeter, Voltmeter, dan Ohmeter. Ketiga alat itu cara kerjanya sama dengan motor listrik, tapi karena dilengkapi pegas, maka kumparannya tidak berputar. Galvanometer juga sebagai detector arus listrik .

Gambar 1.1 galvanometer
1.2 Prinsip Kerja Galvanometer

Saat melalui sebuah gulungan magnetis di lapangan, Jika gulungan dari gerakan yang berlawanan dengan coil spring, maka jumlah defleksi dari jarum yang melekat pada lilitan mungkin proporsional, yang sedang melewati yang berliku-liku. Seperti "meter gerakan" telah di jantung yang bergerak berlingkar meter seperti voltmeters dan ammeters sampai mereka besar digantikan dengan solid state meter.



Pengukuran arus searah pada mulanya menggunakan galvanometer suspensi dengan sistem gantungan, instrumen ini merupakan pelopor instrumen kumparan putar yang merupakan dasar dari alat penunjuk arus searah. Keakuratan gerakan gulungan meter adalah tergantung homogenitas dan konstan magnetis lapangan. Ilustrasi menunjukkan satu konfigurasi permanen magnet yang banyak digunakan dalam meter.
Menurut hukum dasar gaya elektro, magnetik kumparan akan berputar didalam medan magnet bila dialiri arus listrik. gantungan kumparan yang terbuat dari serabut halus berfungsi sebagai pembawa arus dari dan ke kumparan,keelastisan serabut yersebut akan membangkitkan suatu torsi yang melawan perputaran kumparan. kumparan ini akan terus berdefleksi sampai gaya elektro magnetiknya mengimbangi torsi mekanis lawan dari gantungan. dengan demikian penyimpangan kumparan merupakan ukuran bagi arus yang dibawa oleh kumparan tersebut. sebuah cermin yang dipasang pada kumparan menyimpangkan seberkas cahaya dan menyebabkan gintik yang telah diperkuat bergerak diatas sekala pada suatu jarak dari instrumen. efek optiknya adalah suatu jarus penunjuk yang panjang tetapi massanya nol.
Walaupun galvanometer suspensi portabel, namun prinsip yang mengatur kerjanya diterapkan secara sama terhadap jenis yang relatif lebih baru, yaitu : PMMC(Permanent Magnet Moving-coil Mechanism).
Terdapat kumparan yang bergantung di dalam medan magnet permanent yang berbentuk sepatu kuda. kumparan digantung sedemikian rupa sehingga dapat berputar bebas di dalam medan magnet. bila arus mengalir di dalam kumparan, torsi elektromagnetik yang dibankitkannya akan menyebabkan perputaran kumparan tersebut. torsi ini diimbangi oleh torsi mekanis pegas pengatur yang diikat pada kumparan. keseimbangan torsi-torsi ini dan posisi sudut kumparan putar dinyatakan oleh jarus penunjuk terhadap referensi yang dinamakan sekala. persamaan pengembangan torsi dinyatakan dalam persamaan........(1)
T = B . A . I . N
dimana : T = torsi dalam newton (N-m)
B = kerapatan fluksi di dalam senjang udara (Wb/m2)
A = luas efektif kumparan (m2)
I = arus didalam kumparan putar (A)
N = jumlah lilitan kumparan



DYNAMOMETER
2.1 Pengertian Dynamometer
Dinamo adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan pada abad 21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.
Dinamo pertama berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat alat Prancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank". Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil". Lebih jauh lagi, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.
"Dyno" untuk jangka pendek, adalah mesin yang digunakan untuk mengukur torque dan pemutaran kecepatan (rpm) dimana kekuatan yang dihasilkan oleh sebuah mesin, motor atau memutar utama dapat dihitung.
Dynamometer juga dapat digunakan untuk menentukan momen dan daya yang diperlukan untuk menjalankan mesin digerakkan seperti pompa. Aplikasi penggunaanyya pada sepeda motor, sepeda dan mobil. Dynamometer dirancang untuk dapat digerakkan sebagai penyerapan atau pasif Dynamometer. Dynamometer yang dapat menyerap drive atau disebut universal atau aktif dynamometer.
Selain digunakan untuk menentukan torque atau kekuatan karakteristik mesin di bawah tes (MUT), Dynamometers bekerja di sejumlah peran lainnya. Dalam uji emisi standar siklus seperti yang ditetapkan oleh US Environmental Protection Agency (US EPA), dynamometers digunakan untuk memberikan simulasi jalan yang dipungut dari mesin yang baik (menggunakan mesin dynamometer) atau penuh powertrain (menggunakan chassis dynamometer). Bahkan, di luar kuasa dan sederhana torque pengukuran, dynamometers dapat digunakan sebagai bagian dari testbed untuk berbagai kegiatan pembangunan mesin seperti mesin kalibrasi manajemen pengendali, penyelidikan rinci ke pembakaran dan perilaku tribology.
Di kalangan medis, tangan dynamometers digunakan untuk operasi rutin pemeriksaan dari cengkeraman kekuatan dan evaluasi awal dan berkelanjutan dengan tangan pasien trauma dan penyelewengan fungsi.

2.2 Prinsip kerja

Dynamometer terdiri dari penyerapan (atau breker / driver) unit, dan biasanya meliputi cara untuk mengukur kecepatan torque dan pemutaran. Penyerapan unit yang terdiri dari beberapa jenis rotor di perumahan. Rotor adalah yang digabungkan dengan mesin atau peralatan lain di bawah pengujian dan bebas untuk memutar pada kecepatan apa yang diperlukan untuk ujian. Beberapa berarti disediakan untuk mengembangkan pengereman torque dynamometer dari antara rotor dan perumahan. Cara untuk dapat mengembangkan torque yg bergeser, hidrolik, electromagnetic dll sesuai dengan jenis penyerapan / driver unit.
Salah satu cara untuk mengukur torque adalah untuk me mount dynamometer perumahan sehingga bebas untuk berpaling, kecuali yang terkendali oleh torque arm. Perumahan yang dapat dibuat untuk memutar dengan menggunakan trunnions terhubung ke setiap akhir perumahan untuk mendukung Dyno di alas-mount trunnion Bearings. Lengan momen yang terhubung ke Dyno perumahan dan berat timbangan yang diposisikan sehingga mengukur kekuatan exerted oleh Dyno perumahan mencoba untuk memutar. The torque adalah kekuatan yang ditunjukkan oleh skala dikalikan dengan panjang lengan momen yang diukur dari pusat dari dynamometer. J beban sel transducer dapat digantikan untuk skala untuk memberikan sinyal listrik yang proporsional ke torque.
Cara lain untuk mengukur torque adalah untuk menghubungkan ke mesin dynamometer melalui torque sensing gandengan atau torque transducer. J torque transducer memberikan sinyal listrik yang proporsional ke torque. Dengan penyerapan unit listrik, dimungkinkan untuk menentukan torque oleh pengukuran yang sedang disusun (atau dihasilkan) oleh breker / driver. Hal ini umumnya metode yang kurang akurat dan tidak banyak dilakukan dalam waktu yang modern, tetapi mungkin cukup untuk beberapa tujuan.
Berbagai tachometers tersedia untuk mengukur kecepatan. Beberapa jenis dapat memberikan sinyal listrik yang proporsional untuk mempercepat.
Bila momen dan kecepatan sinyal yang tersedia, pengujian data dapat dikirim ke data akuisisi sistem daripada yang tercatat secara manual. Kecepatan dan torque sinyal juga dapat direkam oleh perekam grafik atau komplotan.
Dynamometer yang bertindak sebagai beban yang digerakkan oleh penggerak utama yang sedang dalam Pengujian. Dyno yang harus dapat beroperasi pada kecepatan apapun, dan beban yang utama untuk semua tingkat momen ujian yang membutuhkan. J dynamometer biasanya dilengkapi dengan beberapa cara untuk mengukur torque dan kecepatan operasi.
Dynamometer yang harus menyerap kuasa dikembangkan oleh penggerak utama. Kuasa diserap oleh dynamometer umumnya harus menjadi yg merisau Ambient ke udara atau ditransfer ke pendinginan air. Yg membarui dynamometers mentransfer daya listrik ke saluran listrik.
Dynamometers dapat dilengkapi dengan berbagai sistem kontrol. Jika dynamometer memiliki torque regulator, ia beroperasi di satu set torque sedangkan penggerak utama beroperasi pada kecepatan apapun dapat berubah sedangkan torque konstan. Jika dynamometer memiliki kecepatan regulator, ia mengembangkan apa torque perlu memaksa penggerak utama beroperasi pada kecepatan yang ditetapkan.
Sebuah mobil dynamometer bertindak sebagai motor yang menyokong peralatan tes di bawah. Harus mampu mendorong peralatan pada setiap kecepatan dan mengembangkan setiap tingkat torque ujian yang membutuhkan.
Daya (P) tidak dapat diukur secara langsung; harus dihitung dari torque (τ) dan kecepatan tajam (ω) nilai:

di mana: P adalah daya dalam watt
τ adalah momen dalam newton meter
ω adalah kecepatan tajam dalam radians per detik
Divisi oleh konversi konstan mungkin diperlukan tergantung pada satuan pengukuran yang digunakan.
Untuk imperial unit,

di mana: P hp adalah kuasa dalam daya kuda
lb ft τ adalah momen dalam kilo-kaki
ω rpm adalah kecepatan pemutaran di revolutions per menit
Untuk metrik unit,

di mana P kW adalah kuasa dalam kilowatts
τ N m adalah momen dalam newton meter
ω rpm adalah kecepatan pemutaran di revolutions per menit
JENIS DYNAMOMETER
Selain diklasifikasi sebagai Penyerapan, Motoring Universal atau seperti yang dijelaskan di atas, dynamometers dapat diklasifikasikan dengan cara lain.
Dyno yang digabungkan langsung ke sebuah mesin yang dikenal sebagai mesin Dyno.
Dyno yang dapat mengukur torque dan daya yang disampaikan oleh kuasa kereta yang langsung dari kendaraan roda atau roda (tanpa melepas mesin dari rangka kendaraan), juga dikenal sebagai chassis Dyno.
Dynamometers juga dapat diklasifikasikan oleh jenis penyerapan unit atau breker / driver yang mereka gunakan. Beberapa unit yang mampu penyerapan hanya dapat dikombinasikan dengan motor untuk membangun sebuah breker / driver atau universal dynamometer. Berikut jenis penyerapan / driver unit telah digunakan:


Dynamometer Powder
Bubuk dynamometer mirip dengan yang sekarang eddy dynamometer, tetapi denda magnetis bubuk ditempatkan di udara kesenjangan antara rotor dan gulungan. Hasil dr baris membuat "rantai" dari logam particulate yang terus dibangun dan rusak selama rotasi selain membuat momen besar. Bedak dynamometers biasanya terbatas pada RPM rendah karena masalah panas.
Hysteris Dynamometer
Hysteresis dynamometers, menggunakan rotor baja yang bergerak melalui aliran garis yang dihasilkan antara magnetis buah tiang. Rancangan ini, seperti yang biasa "disk ketik" eddy absorbers saat ini, memungkinkan untuk penuh momen yang akan diproduksi pada kecepatan nol, seperti pada kecepatan penuh. Panas dibantu oleh terpaksa udara. Hysteresis dan "disk ketik" EC dynamometers adalah salah satu teknologi yang paling efisien dalam kecil (200 hp (150 kW) dan kurang) dynamometers. Hysteresis rem adalah eddy breker yang sekarang, tidak seperti kebanyakan "disk ketik" eddy absorbers sekarang, menyerahkan electromagnet coils dalam vented dan bergaris silinder dan memutar silinder, bukan sebuah memutar disk antara electromagnets. Potensi manfaat bagi hysteresis breker adalah diameter dan bisa berkurang dari rpm operasi breker Mei ditingkatkan.
Electric motor / generator dynamometer
Motor listrik / generator dynamometers adalah jenis khusus menyesuaikan kecepatan drive. Dengan penyerapan / driver unit dapat berupa sebuah alternating current (AC) motor atau langsung saat ini (DC) motor. Baik motor AC atau DC motor dapat beroperasi sebagai generator yang digerakkan oleh unit di bawah ujian atau motor yang drive unit di bawah ujian. Bila dilengkapi dengan kontrol sesuai unit, motor listrik / generator dynamometers dapat dikonfigurasi sebagai dynamometers universal. Kontrol unit untuk AC motor adalah variabel-frekuensi drive dan unit kontrol untuk motor DC adalah DC berkendara. Dalam kedua kasus, yg membarui kontrol unit dapat mentransfer daya dari unit di bawah uji listrik untuk digunakan. Dimana diizinkan, operator dari dynamometer dapat menerima pembayaran (atau kredit) dari utilitas untuk kembali berkuasa.
Dalam mesin pengujian, dynamometers universal tidak hanya dapat menyerap kekuatan mesin tetapi juga mendorong mesin untuk mengukur gesekan, memompa kerugian dan faktor lainnya.
Motor listrik / generator dynamometers biasanya lebih mahal dan rumit dibandingkan jenis lainnya dynamometers.
PENGUJIAN DENGAN DYNAMOMETER
Dynamometers sangat berguna dalam pengembangan dan perbaikan dari teknologi mesin modern. Konsepnya adalah menggunakan Dyno untuk mengukur dan membandingkan daya transfer di berbagai titik di kendaraan, sehingga memungkinkan mesin atau drivetrain yang akan dimodifikasi untuk mendapatkan lebih efisien daya transfer. Misalnya, jika sebuah mesin Dyno tertentu menunjukkan bahwa mesin mencapai 400 N m (300 ft lbf) of torque, dan chassis dinamo hanya menampilkan 350 N m (260 ft lbf), satu akan tahu untuk melihat ke drivetrain besar untuk perbaikan. Dynamometers biasanya sangat mahal pieces peralatan, untuk bidang tertentu yang bergantung pada mereka untuk tujuan tertentu.
Metode Umum pengujian dynamometer dengan jenis sistem



Fan Brake
Fan digunakan untuk meniup udara untuk menyediakan mesin beban. Mengganti gearing atau penggemar atau hanya mengukur rpm max dicapai.
Rem hidrolik
Sistem hidrolik rem yang terdiri dari pompa hidrolik (biasanya gigi jenis pompa), sebuah fluid reservoir melengking dan di antara dua bagian. Dimasukkan ke dalam piping adalah adjustable valve dan antara pompa dan katup yang mengukur atau alat ukur tekanan hidrolis. Biasanya, cairan yang digunakan adalah minyak hidrolik, namun baru-baru sintetis multi-grade minyak mungkin pilihan yang lebih baik. Dalam hal sederhana, yang dibawa adalah mesin hingga rpm yang dikehendaki dan katup yang tertutup dan secara bertahap sebagai outlet pompa dibatasi, beban meningkat dan throttle dibuka hanya sampai di kerongkongan yang diinginkan tersebut. Tidak seperti kebanyakan sistem lain, daya dihitung oleh arus factoring volume (dihitung dari desain pompa specs), hidrolik dan tekanan rpm. HP rem, apakah figured dengan tekanan, volume dan rpm atau dengan memuat jenis sel Dyno rem, harus menghasilkan daya dasarnya sama angka. Hydraulic dynos terkenal benar-benar memiliki kemampuan quickest memuat perubahan, hanya sedikit yang jauh melebihi sekarang eddy absorbers. The downside adalah mereka yang membutuhkan jumlah besar minyak panas tinggi di bawah tekanan dan tuntutan untuk mendapatkan minyak waduk.

Air jenis rem breker
.The air brake breker adalah salah kadang-kadang disebut "hidrolik dynamometer". Air brake absorbers relatif umum, yang telah diproduksi bertahun-tahun dan dicatat untuk mereka kemampuan daya tinggi, paket kecil, berat ringan, dan biaya produksi relatif rendah dibandingkan dengan lainnya, cepat reacting "daya breker" jenis. Drawbacks mereka adalah bahwa mereka dapat mengambil relatif jangka waktu panjang untuk "menstabilkan" jumlah beban mereka dan kenyataan bahwa mereka membutuhkan sebuah konstan pasokan air ke "air brake perumahan" untuk pendinginan. Dalam banyak bagian negara, lingkungan peraturan sekarang melarang "mengaliri" air dan tangki air besar harus diinstal untuk mencegah air masuk kejangkitan lingkungan.
Skematis yang menunjukkan yang paling umum jenis air brake, variabel tingkat jenis. Air ditambahkan sampai mesin diadakan pada rpm stabil terhadap beban. Air itu kemudian disimpan pada tingkat yang konstan dan digantikan oleh draining dan refilling, yang diperlukan untuk mengangkut panas yang dibuat oleh yang menyerap daya kuda. Perumahan yang mencoba untuk memutar jawaban terhadap torque yang dihasilkan, tetapi tertahan oleh skala momen metering atau sel yang mengukur torque.

Skematis ini menunjukkan air rem yang benar-benar sebuah cairan kopel dengan perumahan terkendali dari memutar. Sangat mirip dengan pompa air tanpa outlet.




GENERATOR
3.1 Pengertian Generator
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanikal, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apapun sumber energi mekanik yang lain.
Sebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi elektrostatik atau "influence". Generator Van de Graaff menggunakan satu dari dua mekanisme.
Pada 1831-1832 Michael Faraday menemukan bahwa perbedaan potensial dihasilkan antara ujung-ujung konduktor listrik yang bergerak tegak lurus terhadap medan magnet. Dia membuat generator elektromagnetik pertama berdasarkan efek ini, menggunakan cakram tembaga yang berputar antara kutub magnet tapal kuda. Proses ini menghasilkan arus searah yang kecil. Desain alat yang dijuluki ‘cakram Faraday’ itu tidak efisien dikarenakan oleh aliran arus listrik yang arahnya berlawanan di bagian cakram yang tidak terkena pengaruh medan magnet. Arus yang diinduksi langsung di bawah magnet akan mengalir kembali ke bagian cakram di luar pengaruh medan magnet. Arus balik itu membatasi tenaga yang dialirkan ke kawat penghantar dan menginduksi panas yang dihasilkan cakram tembaga. Generator homopolar yang dikembangkan selanjutnya menyelesaikan permasalahan ini dengan menggunakan sejumlah magnet yang disusun mengelilingi tepi cakram untuk mempertahankan efek medan magnet yang stabil. Kelemahan yang lain adalah amat kecilnya tegangan listrik yang dihasilkan alat ini, dikarenakan jalur arus tunggal yang melalui fluks magnetik.
Faraday

DAFTAR PUSTAKA

1. ^ Faustrum Elisa. "DynoJet Data-Link Modul". Modular Fords. Http://www.modularfords.com/articles/DynoJet_DataLink_Module/1.html. Diambil pada 14 Juni 2007.
2. ^ John Dinkel, "Chassis Dynamometer", Jalan dan Track Illustrated Automotive Dictionary, (Bentley Publishers, 2000) hal 46.
3. ^ Winther, P. Martin (1976). Eddy arus. Cleveland, Ohio: Eaton Corporation.
• Winther, JB (1975). Dynamometer Pegangan dari Dasar Teori dan Aplikasi. Cleveland, Ohio: Eaton Corporation.
• Syahid, J; Plint M (2007). Mesin Ujian - Teori dan Praktek (Third Edition ed.). Oxford, UK: Butterworth-Heinemann. ISBN-13: 978-0-7506-8439-2.










KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmat, taufik, dan hidayah- Nya kami dapat menyelesaikan makalah dengan judul APLIKASI GALVANOMETER DAN DYNAMOMETER sebagai tugas kelompok FISIKA DASAR II dengan baik.
Adapun tujuan dalam mengerjakan makalah ini adalah untuk mengetahui bagaimana aplikasi Galvanometer dan dynamometer dalam kehidupan sehari-hari, mengetahui prinsip kerja, jenis dan macamnya serta kegunaannya.
Demikianlah makalah ini kami buat, semoga dapat menambah pengetahuan para pembaca mengenai alat-alat listrik yang berhubungan dengan medan magnet, khususnya di kalangan mahasiswa dan di kalangan pelajar pada umumnya. Semoga makalah ini dapat berguna sebagaimana mestinya. Kami mengetahui bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, kurang lebihnya kami mohon maaf, kritik dan saran yang mendukung dari pembaca sangat kami harapkan demi kesempurnaan pembuatan makalah selanjutnya .