A. Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini yaitu :
1. Mengetahui fungsi osiloskop.
2. Memahami prinsip kerja osiloskop.
B. Teori Dasar
Osiloskop atau disebut osiloskop sinar katoda merupakan alat yang digunakan untuk melihat dinamika besaran sebagai fungsi waktu secara visual. Osiloskop pada dasarnya mempunyai 5 komponen utama, yaitu :
1. Tabung Snar Katoda (Chatode Ray Tube/CRT).
2. Penguat Simpangan Y (Y Amplifier).
3. Penguat Simpangan X (X Amplifier).
4. Pembangkit Tegangan Basis Waktu (Time Based Generator).
5. Pengatur Berkas (Beam Control).
Jika dua buah osilasi dengan frekuensi sama atau berbeda saling tegak lurus dan digabungkan bersama-sama akan membentuk kurva yang disebut Pola Lissayous. Nama ini dipergunakan untuk mengingat Jules Antonie Lissayous yang memperagakan kurva ini pertama kali tahun 1857.
C. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan :
1. Osiloskop.
2. Dua buah generator.
3. Sumber Tegangan.
4. Multimeter.
5. Kabel penghubung.
6. Kertas milimeter.
Berikut ini prosedur pada percobaan :
1. Menyalakan osiloskop dengan memutar tombol power ke arah on.
2. Mengatur intensitasnya sampai diperoleh garis terang atau titik pada layar, jangan menggunakan intensitas yang terlalu besar, mengatur posisi garis dengan memutar tombol posisi atas-bawah-kanan-kiri.
3. Memastikan tombol cal voltage (pada voltage/div berwarna merah) dan call sweep time (pada sweep time/div berwarna merah) dalam keadaan maksimum.
4. Mengatur perbesaran probe pada posisi 10x.
5. Memastikan posisi input Ch1 (Y) dan Ch2 (X) akan digunakan, mengatur posisi mode pada Ch1 (Y) dan tombol source pada posisi Ch1 (Y) dan sebaliknya jika Ch2 (X) yang digunakan, mengatur posisi tombol mode dan tombol source pada posisi Ch2 (X).
6. Menetapkan posisi AC-DC pada kondisi AC.
7. Menjepitkan ujung probe pada titik CAL pada osiloskop.
8. Menjepit probe pada posisi ground.
9. Mengatur posisi gambar pada layar dengan memutar tombol posisi atas-bawah-kanan-kiri pada channel yang digunakan.
10. Jika gambar yang tampil bergerak, memposisikan tombol "Level" pada posisi tengah-tengah.
11. Menghitung tegangan dan frekuensi tampilan dengan rumus berikut.
Vp-p = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe
f = 1 / T
E. Data Percobaan
F. Pengolahan dan Perhitungan Data
1. Kalibrasi
Vp-p Ch1 = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe = 1 x 0,2 x 10 = 2 volt.
2. Perhitungan frekuensi pada osiloskop
a. Pada generator f = 500 Hz
T = jumlah kotak satu gelombang x variable sweep time/div = 4 x 0,5 . 10⁻³ = 2 x 10⁻³ s.
f = 1 / T = 1 / 2 x 10⁻³ = 500 Hz.
b. Pada generator f = 1.000 Hz
T = jumlah kotak satu gelombang x variable sweep time/div = 2 x 0,5 . 10⁻³ = 10⁻³ s.
f = 1 / T = 1 / 10⁻³ = 1.000 Hz.
c. Pada generator f = 1.500 Hz
T = jumlah kotak satu gelombang x variable sweep time/div = 1,2 x 0,5 . 10⁻³ = 0,6 x 10⁻³ s.
f = 1 / T = 1 / 0,6 x 10⁻³ = 1.667 Hz.
d. Pada generator f = 2.000 Hz
T = jumlah kotak satu gelombang x variable sweep time/div = 1 x 0,5 . 10⁻³ = 0,5 x 10⁻³ s.
f = 1 / T = 1 / 0,5 x 10⁻³ = 2.000 Hz.
e. Pada generator f = 2.500 Hz
T = jumlah kotak satu gelombang x variable sweep time/div = 0,8 x 0,5 . 10⁻³ = 0,4 x 10⁻³ s.
f = 1 / T = 1 / 0,4 x 10⁻³ = 2.500 Hz.
3. Perhitungan tegangan efektif (Vef) dan tegangan maksimum (Vmaks)
a. Frekuensi f = 500 Hz
Pada multimeter
Vef = 0,564 Volt (terlihat langsung)
Vmaks = Vef . √2 = 0,564 . √2 = 0,798 Volt
Pada osiloksop
Vp-p = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe = 2 x 0,5 x 1 = 1 volt
Vmaks = Vp-p / 2 = 1 / 2 = 0,5 Volt
Vef = Vmaks / √2 = = 0,5 / √2 = 0,354 Volt
b. Frekuensi f = 1.000 Hz
Pada multimeter
Vef = 0,500 Volt (terlihat langsung)
Vmaks = Vef . √2 = 0,500 . √2 = 0,707 Volt
Pada osiloksop
Vp-p = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe = 5 x 0,2 x 1 = 1 volt
Vmaks = Vp-p / 2 = 1 / 2 = 0,5 Volt
Vef = Vmaks / √2 = = 0,5 / √2 = 0,354 Volt
c. Frekuensi f = 1.500 Hz
Pada multimeter
Vef = 0,556 Volt (terlihat langsung)
Vmaks = Vef . √2 = 0,556 . √2 = 0,786 Volt
Pada osiloksop
Vp-p = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe = 2 x 0,5 x 1 = 1 volt
Vmaks = Vp-p / 2 = 1 / 2 = 0,5 Volt
Vef = Vmaks / √2 = = 0,5 / √2 = 0,354 Volt
d. Frekuensi f = 2.000 Hz
Pada multimeter
Vef = 0,530 Volt (terlihat langsung)
Vmaks = Vef . √2 = 0,530 . √2 = 0,749 Volt
Pada osiloksop
Vp-p = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe = 2 x 0,5 x 1 = 1 volt
Vmaks = Vp-p / 2 = 1 / 2 = 0,5 Volt
Vef = Vmaks / √2 = = 0,5 / √2 = 0,354 Volt
e. Frekuensi f = 2.500 Hz
Pada multimeter
Vef = 0,537 Volt (terlihat langsung)
Vmaks = Vef . √2 = 0,537 . √2 = 0,759 Volt
Pada osiloksop
Vp-p = jumlah kotak posisi vertikal x variable volt/div x probe = 2 x 0,5 x 1 = 1 volt
Vmaks = Vp-p / 2 = 1 / 2 = 0,5 Volt
Vef = Vmaks / √2 = = 0,5 / √2 = 0,354 Volt
Kalibrasi merupakan tahapan awal yang harus dilakukan agar hasil yang diperoleh dari pengukuran dapat akurat. Untuk mengukur tegangan, maka kita mengukur terlebih dahulu A/div-nya karena besar A/div yang dipilih akan mengatur sinyal. Pada percobaan ini, A/div yang digunakan adalah 0,5 x 10⁻³. Hasilnya adalah sama, baik frekuensi dari generator (terbaca langsung) dan pada osiloskop kecuali pada frekuensi sebesar f = 1.500 Hz. Pada osiloskop didapatkan hasil f = 1.667 Hz. Kemungkinan perbedaan hasil disebabkan oleh kesalahan membaca skala pada osiloskop (0,2 / titik).
Perbandingan nilai tegangan maksimum dan tegangan efektif pada multimeter (terlihat langsung) dan osiloskop, hasilnya cukup mendekati. Kemungkinan perbedaan hasil disebabkan oleh kesalahan menghitung jumlah kotak posisi vertikal atau kesalahan membaca skala probe.
G. Kesimpulan dan Saran
Dalam percobaan ini dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Osiloskop berfungsi untuk memetakan atau membaca sinyal listrik sebagai fungsi waktu secara visual.
2. Prinsip kerja osiloskop yaitu elektron dipancarkan dari katoda, kemudian menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat pendar (bidang gambar berfungsi sebagai anoda).
Dalam percobaan ini dapat disarankan sebagai berikut.
1. Melakukan kalibrasi sebelum osiloskop digunakan.
2. Teliti dalam menghitung jumlah kotak satu gelombang saat mengukur periode dan jumlah kotak posisi vertikal dalam mengukur tegangan dari puncak ke puncak (Vp-p).
H. Daftar Pustaka
Giancoli. 1999. Fisika. Jakarta : Erlangga.
Halliday dan Resnik. 1994. Fisika. Jakarta : Erlangga.
Tipler. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga.