RadioPhotometry

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Radio photometer merupakan alat untuk mengukur tingkat intensitas energi cahaya, dengan alat ini kita dapat membedakan tingkat intensitas energi cahaya dari kedua jenis tempat yaitu kekuatan matahari di tempat yang teduh (misalnya : kantin, ruang laboratorium, dan di areal terbuka (tidak ada yang menghalangi cahaya matahari).

Beberapa jenis energi dalam yang kerap diukur nilai intensitasnya antara lain cahaya, angin, panas, listrik, dan lain-lain. Cahaya merupakan faktor yang sangat menentukan bagi kehidupan dipermukaan bumi ini, karena sumber cahaya matahari adalah satu-satunya masukkan energi ke ekosistem.

Cahaya yang dihasilkan berbeda-beda tergantng pada lokasi, dan ada atau tidak adanya media perantara yang menghalangi energi yang dihasilkan oleh cahaya. Dalam praktikum ini, kita akan membahas dan mengamati cahaya dibeberapa lokasi yang berbeda.

Dalam bidang  kedip dengan menggunakan photometer. Beberapa orang buta warna untuk satu warna, sebagian untuk warna lain. Bahkan “mata normal” jauh dari yang sma sensitif terhadap semua warna. Lalu, bagaimanakah orang dapat membandingkan kepadatan cahaya lampu dari dua sumber warna yang berbeda? Dalam bidnag kedip photometer. Telah merencanakan untuk tujuan itu, walaupun tingkat akurasi keuntungan dapat diperoleh pengguna dalam jumlah yang tidak sangat tinggi. Tindakan ini bergantung pada dua prinsip. Salah satu dari tesis yang ada adalah sepaham tanpa harus kehilangan sopan santun menghasilkan sensasi apabila mata terkena intensitas cahaya yang beda beberapa kali per detik. Prinsip kedua adalah apa yang disebut dengan  presistensi penglihatan, yakni dimana  kenyataan mengatakan bahwa kita akan terus melihat benda untuk massa yang singkat (sekitar 0.1 sec).

1.2              Tujuan

1.      Untuk mengetahui prinsip kerja radio photometri

2.      Untuk mengetahui komponen-komponen pada radio photometri

3.      Untuk mengetahui perbedaan iluminasi dan luminasi

BAB II

DASAR TEORI

Photometri adalah sebuah cabang dari optik cincin palapa yang mana berkenaan dengan intensitas cahaya. Sebuah photometer adalah perlatan untuk membuat seperti pengukuran. Seperti kebanyakan photometer adalah secara umum dan prinsipnya sangat sederhana, kita akan membahas tetapi satu jenis alat, dan yag sangat singkat.

Pelumas spot (Bunsen) dengan menggunakan photometer. Tempat penurunan minyak di lembar kertas purih dan yang menghasilkan pelumas spot adalah transparan. Nenek moyang kita menggunakan kenyataan ini ketika mereka membuat kertas oli sebagai pengganti gelas dari panel di jendela mereka.

Biarlah selembar kertas S dengan pelumas spot didalamnya dan diadakan di antara dua sumber cahaya, tempat kekuatan lilin C₁ dan C₂. Jika lembar akan dipindahkan kembali dan keluar, spot diamati dari kiri, akan muncul gelap atau terang tergantung paada apakah ia sudah dekat C₁ atau C₂. Ketika S adalah dalam posisi spot yang “menghilang” (tidak lebih cerah dan tidak lebih gelap dari pada yang lain dari permukaan S) kemudian penerangan i₁ pada sisi yang satu dari S adalah sama dengan penerangan i₂ pada sisi yang lain. Dengan itu kepadatan cahaya dari sumber yang dapat dibandingkan dengan membuat sederhana pengukuran jarak jauh.

Dalam bidang  kedip dengan menggunakan photometer. Beberapa orang buta warna untuk satu warna, sebagian untuk warna lain. Bahkan “mata normal” jauh dari yang sma sensitif terhadap semua warna. Lalu, bagaimanakah orang dapat membandingkan kepadatan cahaya lampu dari dua sumber warna yang berbeda? Dalam bidnag kedip photometer. Telah merencanakan untuk tujuan itu, walaupun tingkat akurasi keuntungan dapat diperoleh pengguna tidak sangat tinggi. Tindakan ini bergantung pada dua prinsip. Salah satu dari tesis adalah sepaham tanpa harus kehilangan sopan santun menghasilkan sensasi apabila mata terkena intensitas cahaya yang beda beberapa kali per detik. Semua telah kita amati efek  ini ketika berjalan atau berkendaraan di sepanjang sisi yang satu yang tinggi pagar, atau suatu baris di dekat pohon terletak disekitarnya, ketika matahari adlah shinning melalui dari sisi yang lain.Prinsip kedua adalah apa yang dipanggil presistensi penglihatan, kenyataan bahwa kita akan terus melihat benda untuk massa yang singkat (sekitar 0.1 sec). Setelah mereka telah berhenti mengirim cahaya ke mata. Sekiranya hal itu tidak karena desakan dari penglihatan tidak akan ada gambar bergerak seperti yang kita tahu mereka. Sebuah gambar bergerak dengan sempurna layar gelap setiap 16 kali/det. Ia tidak pernah diterangi oleh dua sumber. Ketika lampu merah melewati celah dan menyerang layar lampu biru adalah mati. Berkat persistensi penglihatan, mata tidak melihat sama ada warna secara terpisah. Karena prinsip pertama, layar akan bidang kedip kecuali ianya juga diterangi oleh setiap sumber, sebuah kondisi dengan mudah diperoleh dengan mengubah jarak lampu dari layar.

Balok lampu dan sinar, jika suatu aliran dari sinar matahari akan diizinkan masuk ke sebuah kamar gelap, jalan dari sungai itu dapat dipelihara (biasanya) dengan cahaya yang terpantul dari debu partikel mengambang di udara. Ini dikenali sebagai “Efek Tyndall”. Fenomena ini dipamerkan pada skala ketika sejumlah dari awan terjadi untuk dapat dikelompokkan serta menangkap semua langsung cahaya dari matahari kecuali yang melewati masa kini sempit ruang terbuka antara mereka. Yang berbentuk kipas menghasilkan aliran lampu sering pernyataan bahwa “matahari menggambar air”, tetapi yang lebih umum sepenuhnnya gagasan.

Apabila ada balok-lampu bagian kecil di kayu salib, terkadang disebut pensil. Saat ini sangat tipis (sekitar dusta) ianya disebut ray, dan s oleh lin. Kita mungkin berfikir dari balok sebagai paket cahaya dan mewakili oleh garis terkait ke luar hanya sinar.       

(Glathart, 1950)

Tujuan pokok dari pengeras elektronik adalah untuk memperbesar amplitudo dan daya sebuah sinyal sehingga baik kerja yang berguna akan dapat dilakukan maupun pengolahan informasi akan dapat direalisasikan secara lebih mudah. Daya sinyal keluaran adalah lebih besar daripada daya sinyal masukan, daya tambahan tersebut dibekalkan oleh bekal bias. Maka tindakan pengeras adalah tindakan pengubahan tenaga dimana daya bias diubah menjadi daya sinyal dalam alat tersebut. Kebanyakan pengeras terdiri dari beberapa tahap karena pengerasan yang diperlukan pada lebar pita tersebut tidak dapat dicapai oleh sebuah tahap pengeras dasar.

Sebuah pengeras bertahap tiga yang dibentuk dari tiga tahap pengeras operasional yang dihubungkan dalam sebuah konfigurasi riam (cascade configuration). Jenis konfigurasi ini terdiri dalam sejumlah tahap yang dihubungkan sehingga keluaran dari satu tahap menjadi masukan kepada tahapan berikutnya. Tahap pertama dalam riam tersebut biasanya disebut sebagai tahap masukan (input stage) atau tahap permulaan (initial stage), tahap terakhirdinamakan tahap keluaran ( output stage). Semua tahap yang lainnya disebut sebagai tahap perantara (intermediate stage) atau tahap bagian dalam (interior stage).

Untuk selanjutnya, maka dianggap bahwa pengeras-pengeras oprasional adalah identik dan mempunyai impedans keluaran sebesar nol dan mempunyai impedans masukan yang tak terhingga. Tegangan keluaran dari tahap pertama adalah tegangan masukan kepada tahap kedua. Dengan cara yang serupa, tegangan keluaran dari tahap kedua adalah tegangan masukan kepada tahap ketiga. Untuk memusatkan perhatian pada proses riam (cascading process), maka bukan hanya diinginkan untuk mendapatkan sebuah hasil numerik untuk keseluruhan bati pengeras tetapi diinginkan juga untuk menghubungkan bati keseluruhan kepada bati dari masing-masing tahap yang meliputi pengeras tersebut.

Ada beberapa konfigurasi rangkaian yang sangat banyak digunakan yang mempertinggi daya guna pengeras. Salah satu golongan rangkain seperti itu disebut sebagai pengeras gabungan (compound amplifer) atau alat gabungan (compound device). Tiga jenis diantaranya : gabungan Darlington (Darlington compound), pengeras kaskod (cascode amplifier), dan konfigurasi simetri komplementer (complementary-symmetry configuration), masing-masing jenis memberikan keuntungan-keuntungan tertentu yang mengakibatkan digunakannya jenis tersebut, terutama dalam rangkaian-rangkaian integral.

Kebanyakan jenis pengeras mempunyai bati yang serupa dan mempunyai sifat-sifat tanggapan frekuensi yang tidak tergantung dari alat-alat yang digunakan. Karena tahap pengeras riam sering sekali digunakan sebagai bagian integral dari rangkaian elektronik lain, maka akan memudahkan untuk menyatakan (mempresentasikan) pengeras riam dengan sebuah jaringan ekivalen. Ekivalen ini harus mempunyai sifat-sifat yang sama di kedua-dua terminal masukan dan terminal keluaran seperti sifat yang dipunyai oleh pengeras riam tersebut dan berfungsi untuk menyatakan pengeras riam tersebut dalam analisis dan rancangan rangkaian-rangkaian elektronik yang lebih kompleks.

Perkembangan jenis representasi fungsional ini menggunakan konsep sebuah pengeras ideal, yang mempunyai sifat bahwa keluaran adalah kelipatan konstan dari masukan pada semua frekuensi dan yang batinya tidak dipengaruhi baik oleh tingkat impedans sumber maupun oleh tingkat impedans beban. Impedans keluaran yang tak terhingga tersebut akan memastikan bahwa keseluruhan arus yang diperbesar tersebut diantarkan kepada beban. Pengeras yang praktis hanya dapat mengaproksimasi pengeras yang ideal karena pengeras yang praktis tersebut memiliki impedans masukan terbatas dan impedans keluaran terbatas yang masing-masing tidak sama dengan nol dan yang mempunyai batasan-batasan frekuensi dengan jenisnya. Penambahan tingkat sinyal, seperti yang diharuskan untuk menggerakkan pengeras suara dan banyak beban pengeras lain, dapat menyebabkan alat-alat tersebut mempertunjukkan karakteristik tak linear tertentu.

Distorsi adalah akibat dari sifat ketaklinearan dan akan mengubah sinyal yang sedang diolah. Perubahan bati sebuah tahap karena variasi alat dapat juga mempengaruhi tahap-tahap berikutnya, dengan sebuah perubahan resultan dalam bati sistem keseluruhan. Untuk mengontrol efek variasi sistem dan untuk mereduksi distorsi, umumnya untuk memperoleh daya guna pengeras yang hampir mendekati keadaan yang ideal, maka seringkali digunakan loloh baik (feed back).

Loloh balik adalah proses dengan mana sebagian sinyal keluaran dikembalikan kepada masukan dan membentuk bagian sinyal yang digunakan untuk menggerakkan pengeras tersebut. Bila sinyal yang dikembalikan bertindak berlawanan dengan sinyal yang dipakaikan, maka akan terdapat loloh balik yang negatif (negative feedback). Sebaliknya, bila sinyal yang kembali tersebut memperkuat sinyal yang dipakaikan, maka dihasilkan loloh balik yang positif (positive feedback).

(A.E Fitzgerald, 1981)

Dari persamaan-persamaan Maxwell kita menyimpulkan bahwa semua gelombang mempunyai sifat dasar atau nature yang sama dan laju yang sama dan bahwa gelombang-gelombang tersebut hanya mempunyai perbedaan frekuensi, yang berarti akan mempunyai perbedaan panjang gelombang. Nama-nama yang dikaitkan kepada daerah spektrum tersebut diidentifikasi dengan cara-cara eksperimental untuk menghasilkan dan mendeteksi gelomban-gelombang yang ditinjau. Untuk pita TV (TV band) AM dan FM maka jangkauan nilai-nilai frekuensi adalah juga merupakan definisi yang resmi digunakan (legal) dan didefinisikan dengan tepat.

Tidak ada celah-celah di dalam spektrum tersebut. Misalnya, kita dapat menghasolkan gelombang-gelombang elektromagnetik dengan v atau sama dengan 3 x 10¹¹ Hz, baik dengan cara-cara gelombang mikro (osilator-osilator gelombang mikro) maupun dengan cara infra merah (sumber-sumber yang dipanaskan). Juga tidak ada batas atas atau batas bawah yang dapat dinyatakan kepada skala frekuensi atau skala panjang gelombang. Sebagai sebuah contoh pada salah satu ujung spektro, maka elombang-gelombang elektromagnetik dengan v = 10^-2 Hz yang bersesuaian dengan perioda sebesar kira-kira seratus detik dan panjang gelombang sebesar kira-kira 5000 jari-jari bumi ttelah dideteksi pada permukaan bumi. Untuk setiap lintasan tertutup dalam sebuah jaringan yang diikuti (dilintasi) dalam satu arah tunggal, hukum tegangan kirchhoff menyatakan bahwa jumlah aljabar dari tegangan-tegangan adalah nol. Sebagian dari tegangan tersebut mungkin adalah sumber tegangan, sedangkan yang lainnya diakibatkan oleh elemen-elemen pasif. Pada rangkaian resistif arus searah (dc), tegangan terakhir ini adalah dalam bentuk V=IR.

Hubungan dua elemen rangkaian atau lebih menghasilkan sebuah titik sambung yang disebut simpul (node). Sebuah titik sambung dua elemen adalah sebuah simpul sederhana (simple node), titik sambung empat elemen atau lebih adalah simpul utama (principal node). Dalam metode tegangan simpul, hukum arus kirchhoff menyatakan bahwa setiap simpul (utama atau bukan) jumlah arus yang masuk sama dengan arus yang keluar. Konservasi muatan listrik adalah dasar dari hukum ini. Pernyataan hukum arus kirchhoff dalam bentuk lain adalah : (1) arus total dalam sebuah simpul adalah nol, (2) arus total keluar dari sebuah simpul adalah nol.

Metode arus mata jala (mesh) dan tegangan simpul merupakan teknik yang terpenting dari analisis rangkaian resistif. Akan tetapi, tahanan pengganti dari cabang-cabang seri dan paralel yang digabungkan dengan aturan-aturan pembagi tegangan dan arus memberikan suatu cara lain guna menganalisis sebuah jaringan. Metode ini adalah membosankan dan biasanya memerlukan penggambaran beberapa rangkaian tambahan. Meskipun demikian, proses pengurangan jaringan memberikan suatu gambaran yang sangat jelas dari fungsi keseluruhan jaringan mengenai tegangan, arus, dan daya. Pengurangan mulai dengan sesuatu pengamatan jaringan untuk memilih kombinasi seri dan paralel dari resistor.

Sebuah jaringn linear (misalnya sebuah jaringan resistif arus searah) yang mengandung dua atau lebih sumber-sumber yang bebas dapat dianalisis guna mendapatkan berbagai tegangan dan arus-arus cabang dengan mengijinkan sumber-sumber bertindak satu (sumber) pada suatu waktu, kemudian menjumlahkan hasil-hasilnya. Prinsip ini diterapkan karena hubungan linear antara arus dan tegangan.

Superposisi tidak langsung diterapkan pada perhitungan da6ya, sebab daya dalam sebuah elemen sebanding dengan kuadrat arus atau kuadrat tegangan, yang mana adalah tidak linear. Sebuah jaringan linear, aktif, resistif yang mengandung satu atau lebih sumber tegangan atau sumber arus dapat diganti dengan satu sumber tegangan dan satu tahanan (resistansi) seri (teorema Thevinin), atau oleh satu sumber arus dan satu tahanan paralel (teorema Norton). Sebuah tegangan penggerak dalam satu bagian dari sebuah jaringan menghasilkan arus-arus di dalam semua cabang-cabang jaringan.

(Joseph A Edminister, 1994)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1         Peralatan dan Fungsi

1.        1000 mm Flat Rail

Fungsi : sebagai bahan dalam percobaan

2.        Scientific Incandenscent Lamp (Lampu Pijar)

Fungsi : sebagai sumber cahaya

3.        Power Supply

Fungsi : untuk mengubah arus AC (bolak-balik) menjadi arus DC (searah)

4.        3^1/2 Digit Multimeter

Fungsi : sebagai alat untuk mengukur tegangan

5.        Diafragma

Fungsi : untuk mengatur diameter cahaya yang masuk

6.        Optical Chopper with Control Electronics

Fungsi : sebagai pengatur frekuensi

7.        Broadband Thermopile Detector

Fungsi : sebagai alat untuk mendeteksi cahaya

8.        Amplifier Satu Fasa

Fungsi : untuk mendeteksi cahaya

9.        Kipas

Fungsi : untuk menghamburkan cahaya

10.    Mikrometer Skrup Digital

Fungsi : untuk menghitung diameter

3.2         Prosedur Percobaan

1.        Dirangkai peralatan seperti gambar (dengan menggunakan kipas) dengan frekuensi 50-200 Hz.

2.        Direkomendasikan lampu sebaiknya dihidupkan selama 20-30 menit sebelum dilakukan pengukuran.

3.        Dihidupkan lampu dengan menggunakan arus 10 A, kemudian buka iris diafragma.

4.        Digerakkan detector pada jarak 10 cm kemudian ukur tegangan thermopile menggunakan multimeter.

5.        Divariasikan jarak antara filamen dengan thermopile.

6.        Digambarkan grafik radiant fluks vs jarak.

7.        Dilanjutkan percobaan tanpa kipas.

3.3 Gambar Percobaan

3.3 Gambar Percobaan

3.3 Gambar Percobaan

3.3 Gambar Percobaan

3.3 Gambar Percobaan

BAB  IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Data Percobaan

       Arus         : 4 A

       Tegangan  : 14,6 V

       Frekuensi  : 181 Hz

       Diameter  : 15,5 mm

       Data dengan menggunakan optical optik

x ( cm )	V ( mV )
15	28,1
35	27,5
40	25,1
55	17,4

       Data dengan tidak menggunakan optical optik

x ( cm )	V (mV )
15	0,22 V
35	0,056 V
40	0,054 V
55	0,039 V

4.2.Analisa Data

1.      Arus Cahaya   Fluks Cahaya

F = 4 I

F = 4 x 3,14 x 5

F = 20 x 3,14

F = 62,8 lumen

2.      Iluminasi ( E )

E =  =  =

E = 5/ (7,5 x 10^-3)²

E = 0,088 x 10⁶

E = 88 x 10³ Lux

3.      Luminasi ( B )

B =  ,   A   Luas Permukaan

B =

B = 5/ 3,14 x (56,25 x 10^-6)

B = 0,026 x 10⁶ cd/m²

4.      Panjang Gelombang Cahaya

 =

 = 12,4/ 172,73

 = 0,071 m

5.      Menentukan Daya

P_out = V_out  I

·         Dengan menggunakan optical optik

a.       P_out1 = V_out1  I

P_out1 = 17,6 x 10^-3 x 5

P_out1 = 88 x 10^-3 watt

b.      P_out2 = V_out2  I

P_out2 = 15,4 x 10^-3 x 5

P_out2 = 77x 10^-3 watt

c.       P_out3 = V_out3  I

P_out3 = 16,4 x 10^-3 x 5

P_out3 = 82 x 10^-3 watt

·         Dengan tidak menggunakan optical optik

a.    P_out1 = V_out1  I

 P_out1 = 181,4 x 10^-3 x 5

 P_out1 = 907 x 10^-3 watt

b.   P_out2 = V_out2  I

 P_out2 = 93,8 x 10^-3 x 5

 P_out2 = 469 x 10^-3 watt

c.   P_out3 = V_out3  I

P_out3 = 56,4 x 10^-3 x 5

P_out3 = 282 x 10^-3 watt

6.      Perbedaan Iluminasi dan Luminasi

     Iluminasi sering disebut juga intensitas penerangan atau kekuatan penerangan atau dalam BSN disebut tingkat pencahayaan pada suatu bidang adalah fluks cahaya yang menyinari permukaan suatu bidang .

E =

Keterangan :

E = iluminasi ( lux )

F = fluks cahaya ( lumen )

A = Luas permukaan bidang ( m² )

     Luminasi merupakan suatu ukuran terangnya suatu benda , baik pada sumber cahaya maupun pada suatu permukaan

L =

Keterangan :

L    = luminasi ( cd/m² )

I     = intensitas ( cd )

A   = luas semua permukaan ( m² )

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1.      Fungsi dari radio photometer adalah mengukur intensitas suatu cahaya. Dalam percobaan radio photometer, kita harus mendapatkan nilai dari tegangan yang dihasilkan cahaya sehingga dapat ditentukan nilai dari intensitas cahaya yang diinginkan.

2. Dualisme cahaya yaitu dalam kondisi tertentu cahaya menunjukkan sifat sebagai gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat sebagai partikel.

3.      Iluminasi (Pencahayaan) à Menjelaskan tentang interaksi antara diameter dan permukaan

         sumber cahaya.

Luminasi                          à Tingkat permukaan suatu benda / sumber cahaya yang

                                             sampai ke arah pengamat.

4.      Hal yang terpenting dalam intensitas cahaya yaitu panjang gelombang. Semakin besar panjang gelombang cahaya maka semakin besar pula intensitas cahaya nya.

5.2. Saran

1.      Sebaiknya praktikan selanjutnya lebih memahami isi dari buku penuntun tentang percobaan ini

2.      Sebaiknya praktikan selanjutnya lebih mengetahui alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini

3.      Sebaiknya praktikan selanjutnya mengetahui fungsi dari alat-alat yang digunakan agar lebih mudah untuk di pahami percobaan yang akan dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA

Edminister, Joseph A. 1994. Rangkaian listrik edisi kedua. Jakarta : Erlangga

             Halaman : 26-51.

Fitzgerald, A.E. 1981. Dasar-dasar elektronika edisi kelima jilid 2. Jakarta : Erlangga

            Halaman : 2-19.

Glathart, J L. 1950. College physics fourth edition. Mcgraw-hill book company.

Newyork.

            Halaman : 493-496.

Unknown

Add Comment

Fisika Jurnal

Friday, July 08, 2016

Share

Like

G+

Tweet

Tweet

Related Posts