Pengukuran Efek Seebeck pada Termokopel ~ Laporan Praktikum

Pengukuran Efek Seebeck pada Termokopel

ABSTRAK

Praktikum ini bertujuan untuk mengukur koefisien Seebeck pada termokopel sebagai salah satu contoh efek termolistrik. Efek Seebeck terjadi ketika terdapat perbedaan suhu antara dua sambungan logam yang berbeda, yang menghasilkan gaya gerak listrik. Dalam percobaan ini, dua jenis logam disambungkan membentuk termokopel, kemudian kedua ujungnya ditempatkan pada kondisi suhu yang berbeda. Besarnya tegangan yang dihasilkan diukur menggunakan voltmeter. Koefisien Seebeck ( $S$ ) dihitung dengan persamaan:

S = \frac{\Delta V}{\Delta T}

di mana $\Delta V$ adalah perbedaan tegangan yang dihasilkan dan $\Delta T$ adalah perbedaan suhu antara kedua ujung. Hasil praktikum dibandingkan dengan nilai literatur untuk menilai keakuratan metode pengukuran.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Fisika Material/Praktikum Fisika. Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan seluruh pihak yang telah memberikan dukungan serta bantuan selama pelaksanaan eksperimen. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan guna meningkatkan mutu laporan ini di masa mendatang.

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Efek Seebeck merupakan fenomena termolistrik di mana perbedaan suhu antara dua sambungan logam menghasilkan tegangan listrik. Konsep ini digunakan secara luas dalam konversi energi panas menjadi listrik, misalnya dalam sistem generator termal dan sensor suhu. Termokopel, yang merupakan perangkat yang menggabungkan dua logam berbeda, menghasilkan tegangan sebanding dengan perbedaan suhu yang diterapkan. Praktikum ini bertujuan untuk mengukur tegangan termolistrik yang dihasilkan pada termokopel dan menentukan koefisien Seebeck ( $S$ ) dengan menggunakan persamaan $S = \Delta V/\Delta T$ .

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana tegangan termolistrik ( $\Delta V$ ) yang dihasilkan pada termokopel berubah seiring perbedaan suhu ( $\Delta T$ )?
Bagaimana cara menentukan koefisien Seebeck dari data pengukuran?
Apakah nilai koefisien Seebeck yang diukur mendekati nilai literatur untuk jenis termokopel yang digunakan?

1.3 Tujuan Praktikum

Mengukur tegangan termolistrik ( $\Delta V$ ) pada termokopel dengan variasi perbedaan suhu ( $\Delta T$ ).
Menentukan koefisien Seebeck $S$ menggunakan hubungan $S = \Delta V/\Delta T$ .
Membandingkan hasil pengukuran dengan nilai literatur untuk mengevaluasi keakuratan metode.

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman tentang efek termolistrik dan prinsip kerja termokopel.
Melatih keterampilan pengukuran suhu dan tegangan serta analisis data eksperimen.
Menjadi dasar dalam pengembangan aplikasi pengonversian energi termal dan sensor suhu.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termokopel yang telah dikalibrasi dan pada kondisi suhu yang stabil.
Data diambil pada rentang perbedaan suhu yang cukup untuk menghasilkan tegangan termolistrik yang terukur.
Asumsi bahwa pengaruh faktor eksternal (seperti noise dan gangguan listrik) minimal selama pengukuran.

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Efek Seebeck

Efek Seebeck adalah fenomena di mana perbedaan suhu antara dua sambungan logam menghasilkan tegangan listrik. Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan perbedaan suhu, yang secara matematis dapat dituliskan sebagai:

\Delta V = S \, \Delta T

di mana $S$ adalah koefisien Seebeck (dalam satuan µV/°C atau V/K).

2.2 Termokopel

Termokopel merupakan perangkat yang terdiri atas dua logam berbeda yang bersambung pada satu titik (sambungan panas) dan terpisah pada titik lainnya (sambungan dingin). Perbedaan suhu antara kedua sambungan ini menghasilkan tegangan sesuai dengan efek Seebeck, yang kemudian dapat diukur dan dianalisis.

2.3 Aplikasi Efek Seebeck

Efek Seebeck banyak diaplikasikan dalam sensor suhu dan sistem pembangkit listrik termal. Pengukuran koefisien Seebeck penting untuk karakterisasi material dan evaluasi kinerja termokopel dalam aplikasi tersebut.

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Termokopel (misalnya, tipe K)
Sumber panas (misalnya, hotplate) dan pendingin (es atau air dingin)
Voltmeter digital untuk mengukur tegangan termolistrik
Termometer digital untuk mengukur suhu pada kedua sambungan
Kabel penghubung dan breadboard (jika diperlukan)
Komputer untuk pencatatan data (opsional)

3.2 Prosedur Praktikum

Persiapan Alat dan Kalibrasi:
- Pastikan termokopel dalam kondisi baik dan telah dikalibrasi dengan benar.
- Hubungkan termokopel ke voltmeter dan periksa pembacaan nol saat kedua sambungan berada pada suhu yang sama.
Pengaturan Suhu:
- Tempatkan sambungan panas termokopel pada sumber panas (hotplate) dan sambungan dingin pada pendingin atau di lingkungan suhu kamar.
- Ukur suhu pada kedua sambungan menggunakan termometer digital untuk menentukan $\Delta T$ .
Pengukuran Tegangan:
- Catat nilai tegangan ( $\Delta V$ ) yang dihasilkan pada termokopel pada beberapa kondisi perbedaan suhu.
- Ulangi pengukuran beberapa kali untuk memperoleh nilai rata-rata.
Perhitungan Koefisien Seebeck:
- Hitung koefisien Seebeck menggunakan persamaan: $S = \frac{\Delta V}{\Delta T}$
Pengulangan dan Verifikasi:
- Lakukan pengulangan pengukuran untuk memastikan konsistensi data dan hitung nilai rata-rata $S$ .

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan dengan mencatat nilai suhu pada sambungan panas dan dingin, serta nilai tegangan termolistrik ( $\Delta V$ ) yang diukur. Data kemudian dianalisis untuk menghitung $S$ dan dibandingkan dengan nilai literatur.

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Misalkan data pengukuran (nilai fiktif) sebagai berikut:

Percobaan	Suhu Sambungan Panas (°C)	Suhu Sambungan Dingin (°C)	$\Delta T$ (°C)	Tegangan Termolistrik $\Delta V$ (mV)
1	150	25	125	312.5
2	140	25	115	287.5
3	160	25	135	337.5
Rata-rata	—	—	125	312.5

Catatan: Nilai rata-rata $\Delta T$ dan $\Delta V$ dihitung dari data percobaan.

4.2 Perhitungan Koefisien Seebeck

Menggunakan persamaan:

S = \frac{\Delta V}{\Delta T}

Untuk nilai rata-rata:

S = \frac{312.5 \, \text{mV}}{125 \, \text{°C}} = 2.5 \, \text{mV/°C}

4.3 Analisis Data

Analisis Hubungan Tegangan dan Suhu:
Data menunjukkan bahwa peningkatan perbedaan suhu menghasilkan tegangan termolistrik yang lebih tinggi secara linier, sesuai dengan teori efek Seebeck.
Perbandingan dengan Nilai Literatur:
Nilai koefisien Seebeck sebesar 2.5 mV/°C sejalan dengan nilai literatur untuk termokopel tipe K, yang biasanya berada di kisaran 2.5–2.6 mV/°C.
Evaluasi Sumber Kesalahan:
Sumber kesalahan dapat berasal dari ketidakakuratan pengukuran suhu, kontak yang tidak ideal pada sambungan termokopel, dan fluktuasi pada sumber panas. Pengulangan pengukuran dan kalibrasi peralatan dapat mengurangi error.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Efek Seebeck pada termokopel berhasil diukur dengan metode yang diterapkan, menunjukkan hubungan linier antara perbedaan suhu dan tegangan yang dihasilkan.
Koefisien Seebeck yang diperoleh sebesar 2.5 mV/°C mendekati nilai literatur untuk termokopel tipe K.
Metode pengukuran yang digunakan efektif untuk analisis efek termolistrik dan dapat diaplikasikan dalam berbagai studi pengonversian energi termal.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran pada rentang suhu yang lebih luas untuk meningkatkan validitas data.
Pastikan semua sambungan pada termokopel dalam kondisi baik dan bersih untuk mengurangi resistansi kontak.
Gunakan peralatan pengukuran dengan resolusi tinggi, terutama untuk suhu dan tegangan, agar nilai yang diperoleh lebih akurat.

Daftar Pustaka

Rowe, D. M. (Ed.). (2005). Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano. CRC Press.
International Temperature Scale of 1990, Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Data Mentah: Tabel lengkap hasil pengukuran suhu dan tegangan untuk setiap percobaan.
Grafik: Plot hubungan antara $\Delta T$ dan $\Delta V$ beserta garis regresi linier.
Foto Dokumentasi: Gambar setup eksperimen, termasuk termokopel, sumber panas, pendingin, dan peralatan pengukuran.

Laporan praktikum ini diharapkan dapat membantu dalam memahami konsep efek Seebeck serta penerapan termokopel untuk pengukuran koefisien Seebeck. Silakan sesuaikan setiap bagian dengan data dan kondisi nyata yang diperoleh selama pelaksanaan praktikum.

Sekian artikel Pengukuran Efek Seebeck pada Termokopel kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Pengukuran Efek Seebeck pada Termokopel dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/pengukuran-efek-seebeck-pada-termokopel.html