PEMELIHARAAN FASILITAS LABORATORIUM FISIKA (Alat Ukur Listrik) Oleh. Wita Sutrisno, Wandy Praginda, Email.
[email protected]
Pembelajaran fisika identik dengan kegiatan percobaan, praktikum dan rekayasa. Banyak faktor yang mempengaruhi keberhasilan kegiatan siswa di laboratorium fisika sekolah, antara lain faktor ketersediaan alat peraga IPA, listrik yang memadai, dan fasilitas laboratorium yang standar. Melalui Kompetensi Inti Guru: "menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu", diharapkan terbagun kompetensi guru fisika dalam "menguasai prinsipprinsip dan teori-teori pengelolaan dan keselamatan kerja/belajar di laboratorium fisika sekolah". Sehingga bangunan dan alat-alat peraga IPA khususnya fisika, dapat dipergunakan dan dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya oleh siswa maupun guru fisika, sebagaimana fungsi dari laboratorium itu sendiri. A. Pendahuluan Banyak alat laboratorium yang memerlukan perhatian, pemeliharaan, dan perawatan yang perlu dilakukan secara teratur dan berkala. Alokasi waktu yang tersedia sangat terbatas untuk pembahasan alat-alat laboratorium ini, maka penulis membatasi jumlah alat peraga IPA yang dapat diuraikan atau dibahas dalam modul ini. Adapun pemelihan alat-alat peraga IPA yang akan dibahas didasari kriteria sebagai berikut; 1.
Alat itu biasanya banyak terdapat di sekolah (SMP dan SMA)
2.
Alat itu, menurut perkiraan penulis, rentan terhadap kerusakan
3.
Alat itu kerap digunakan
Banyak terjadi perubahan-perubahan desain dan/atau spesifikasi suatu alat IPA tertentu sejak pemerintah mengadakan alat-alat laboratorium pada tahun 1973. Oleh sebab itu, guru perlu memiliki kemampuan mengkarakterisasi alat-alat yang ada, sehingga dapat mengatasi apabila ada alat yang tidak berfungsi.
1
B. Pemeliharaan dan perawatan Alat Ukur Multimeter dan Meter Dasar (basic meters) Mengetahui masalah pada alat-alat ukur, sering dengan cara mengenali adanya kesinambungan antara dua titik atau terminal rangkaian. Adanya kesinambungan dapat diketahui dengan menggunakan ”ohmmeter” pada alat "multimeter analog" yang seharusnya ada di setiap laboratorium SMP/SMA. Jika antara dua titik atau terminal ada kesinambungan/kontinuitas,
berarti kedua terminal itu telah terhubungkan secara
elektrik satu sama lain. Langkah-langkah tersebut adalah alihkan sakelar ke kedudukan pengukuran hambatan (posisi x 1, x 10, x 50, dst) untuk mengenali adanya kesinambungan antara dua titik. Pertama-tama periksalah keadaan pengukur ohm meter analog terlebih dahulu, yaitu dengan menghubungkan ujung kedua kabel pemeriksa (testleads/probe). Pengukuran hambatan ada dalam keadaan baik, jika jarum meter menyimpang penuh ke kanan menunjukkan angka 0 di ujung paling kanan skala. Jika jarum penunjuk tidak menyimpang penuh, cobalah putar tombol bertanda OHM ADJ ke kanan sampai maksimal sesuai dengan arah putaran jarum jam, sampai jarum menunjuk angka 0. Jika jarum tidak menunjuk ke angka 0 berarti baterai di dalam multimeter sudah lemah dan baterai harus diganti. Langkah berikutnya, untuk mengetahui adanya kesinambungan antara dua titik/terminal, sentuhkanlah salah satu ujung kabel periksalah ke salah satu titik yang dimaksud pada alat yang diperiksa. Ujung kabel lain ke titik yang lain; seperti yang terlihat pada gambar 1. Jika jarum menunjukkan ke angka 0, antara kedua titik itu berarti ada kesinambungan.
Gambar 1. menguji adanya kesinambungan antara dua titik. (sumber : modul PPPPTK IPA) 2
Agar alat ukur multitester selalu dalam keadaan siap pakai dalam keadaan apapun, maka ada rambu-rambu yang harus diperhatikan dalam pemeliharaannya antara lain sebagai berikut: Tombol selektor switch harus dikembalikan pada posisi AC volt, (bila tidak saklar ON/OFF), setelah melakukan kegiatan pengkuran kuat arus atau tegangan listrik dan pengukuran Ohmmeter dengan menggunakan multimeter, Jika multimeter telah menggunakan saklar on/off, maka tidak usaha mengarahkan tombol selektor switch ke arah AC volt, Setelah selesai pemakaian alat tersebut harus dimasukkan kembali kotak tempatnya dan dimasukkan ke dalam lemari, Kabel penghubung atau test lead mohon dikeluarkan dari multimeter. Meter dasar dapat dipergunakan sebagai galvanometer jika diberi pengganda (multipliers) (sebagai voltmeter), yang dipasang secara paralel pada rangkaian listrik tertutup, dan sebagai ampere meter menggunakan pencabang (shunt) dan dipasang secara seri dalam listrik tertutup. Pengganda (multipliers) untuk meter dasar digunakan untuk mengubah meter dasar menjadi voltmeter, Seperti yang terlihat pada gambar 2 di bawah ini.
Basicmeter/meterdasar
Gambar 2.
Multiflier/shunt
a. Meter dasar (basicmeter), b. Penyearah Arus listrik (shunt) c. pengganda tegangan (Multiflier) (sumber : modul PPPPTK IPA)
Pemakaian terpenting adalah sebagai alat ukur arus dan alat ukur tegangan. Pada pemakaian sebagai ampere meter (ammeter), diupayakan semua arus pada suatu titik cabang yang diukur dapat melalui ammeter. Tujuannya adalah pada titik cabang tersebut seolah-olah terjadi hubung singkat, yaitu mempunyai resistansi rendah dan penurunan tegangan yang rendah. Untuk pemakaian sebagai voltmeter (dipasang di antara duatitik), diupayakan agar arus yang lewat ke meter (voltmeter) sekecil mungkin. Tujuannya
3
adalah agar di kedua titik sambungan seolah-olah merupakan rangkaian terbuka, yaitu memiliki resistansi yang sangat besar atau dilewati arus yang sangat kecil. Gambar 3 menunjukkan bagaimana kedua meter listrik tersebut dipasang pada rangkaian. Suatu meter dasar biasanya memerlukan arus sebesar 1 mA (dan sekitar 0.1 V) untuk membuat difleksi skala penuh (full-scale deflection)
Gambar 3. Pemasangan voltmeter dan ammeter pada rangkaian (sumber PPPPTK IPA)
Mengenali masalah dan penyelesaiannya terhadap alat ukur meter dasar (basic meter), dapat dilakukan dengan cara berikut ini :
Meter Dasar tidak bekerja Meter dasar dalam keadaan tidak bekerja (tidak berfungsi) pada waktu digunakan ditandai jarum penunjuk meter dasar tidak bergerak, baik ketika digunakan sebagai galvanometer (meter dasar), sebagai amperemeter, maupun sebagai voltmeter. Langkah sistematis untuk menyelidiki adanya masalah pada meter dasar adalah sebagai berikut : 1) Periksalah (uji) meter dasar itu, 2) Periksalah perlengkapanya (pencabang dan pengganda) dalam hal ini adalah shunt dan multiplier 3) Memeriksa (menguji) meter dasar, ini dapat dilakukan sebagai berikut; a. Siapkan multimeter/multitester lengkap dengan kabel pemeriksaanya (probenya) terpasang. b. Hubungkan ujung kabel pemeriksa warna merah ke terminal hitam meter dasar.
4
c. Hubungkan ujung kabel pemeriksa warna hitam ke terminal merah meter dasar seperti gambar 4 di bawah ini, sambil mengamati jarum penunjuk meter dasar.
Gambar 4. Pengujian terminal pencang dan pengganda (sumber : modul PPPPTK IPA) d. jika jarum penunjuk meter dasar tampak bergerak, segeralah memutuskan hubungan kabel pemeriksa dengan meter dasar. Hal ini menunjukkan meter dasar telah bekerja. e. Jika jarum penunjuk tidak bergerak, lepaskan multimeter dan bukalah tutup bawah kotak meter dasar dengan melepaskan sekrup-sekrup yang menahannya. f. Periksa adanya sambungan-sambungan yang longgar, terutama pada terminalterminal dan eratkan pada sambungan yang longgar. g. Periksalah dengan melihat kabel-kabel penghubung di dalam meter dasar yang putus. Jika ada, sambungkan kabel yang putus tersebut dengan cara disolder. h. Dengan menggunakan multimeter (ohmmeter) periksa lebih lanjut adanya ketidaksinambungan antara ujung-ujung kabel penyambung dalam meter dasar, seperti pada gambar 3.6 di bawah ini. Jika ada ketidaksinambungan, adakan perbaikan seperlunya seperti pada langkah (a) di atas. Kemudian ulangi langkah (b) dan (c) hingga meter dasar bekerja. Jika jarum penunjuk tidak juga bergerak, berarti meter dasar tidak berfungsi atau rusak. Penyebabnya mungkin karena kumparan penggerak meter dasar putus. Meter dasar mengukur kurang teliti (tidak akurat) Meter dasar dapat berada dalam keadaan berfungsi namun tidak dapat mengukur dengan ketelitian memadai. Keadaan seperti ini, mater dasar tidak boleh digunakan. Meter dasar sudah dianggap kurang teliti jika penujuk jarumnya menyimpang lebih dari +10 % dari yang diharapkan. Misalnya untuk mengukur tegangan batu baterai 1,5 V baterai yang baru jarum menunjukkan kurang dari 1,35 V atau lebih dari 1,65 V berarti (1,5 V + 0,5V). 5
Memeriksa ketelitian meter dasar memerlukan meter dasar lain yang dianggap teliti sebagai pembanding atau kalibrator. Jika multimeter yang ada di laboratorium sekolah atau lembaga diklat adalah multimeter yang berkualitas baik, maka multimeter ini dapat digunakan sebagai pembanding. Lebih baik lagi jika digunakan multimeter digital, karena pembacaannya lebih teliti dan tepat. Cara sederhana yang dapat dilakukan untuk memeriksa ketelitian meter dasar adalah dengan memeriksa beberapa rentang ukur meter yang digunakan sebagai voltmeter, dan menggunakan batu baterai baru dijadikan sebagai patokan atau acuan tegangan. Batu baterai baru dianggap memiliki tegangan sebesar 1,5 V.
6
DAFTAR PUSTAKA Abbot, .A.F. 1986. Ordinary Level Physics, Heineman Educational, Books. London Inc . Douglas C Giancoli, 1999. Physics for Socientic’s and Engener’s, Edition three. Prentice-Hall Inc . . . . New Jersey, USA. Drliana, 2000. Pendekatan SPIKK, Pembelajaran mengaktifkan siswa berpikir kritis dan Kreatif Bandung, PPPG IPA Dikmenum. 1999. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Pendidikan Dasar dan Menengah. Direktorat Menengah Umum Sekolah Menengah Umum Diklat Teknisi Jakarta. Frank L, Werwierte, Gardon R Van Nooft, 1987. Physics a Bassic socience. Teacher’s Litton Educatinal Publishing, Philippines Inc . Frederick E. Thinklien, 1988. Modern Physics for teacher’s. Edition. Holt. Renehart and winstans Austin. USA. Lubis Muhsin. 1996. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Pendidikan Dasar dan Menengah. Bagian proyek Peningkatan Mutu Guru SLTP Strata DIII dan D-IV Jakarta. Osborne R I, & Wittrock, MC, 1993. Learning in Science a generative process, Science Education 67. (4) 489-508. __________, 1986. The Generative Learning Model and Its Implication for Science Education, Studies in Science Education, 12, 59-89. Puskur, 2003. Kurikulum Berbasis Kompetensi Sains SD. Departemen Pendidikan Nasional Resnik R. and D. Holliday, 1986. Physics, New York, John Willey & Sons, Inc … Sears, Zemanskey, 1987. Young University Physics. Eddition Wesley, Publishing Company. Inc . . . . Massachussets. USA. Tom Duncam & John Murray, 1978. Exploring Physics. Book Three, Britain London.
7
