VOLTMETER DAN AMPEREMETER

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Arus Listrik ada dua macam, yakni arus listrik bolak-balik atau biasa disebut arus listrik AC (Alternating Current) dan arus listrik searah atau arus DC (Direct Current). Untuk mengukur besarnya arus listrik dibutuhkan alat yang bernama Amperemeter. Sedangkan Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik. Untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara dua titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika digunakan Voltmeter DC. Sebuah voltmeter Dc mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian arus searah dan penyusunannya disusun secara paralel.

Amperemeter dan voltmeter banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, sehingga perlu dipelajari lebih lanjut agar lebih mengenal dan bisa menggunakan atau mengaplikasikan fungsi dari amperemeeter dan voltmeter dalam kehidupan sehari-hari. Prinsip voltmeter dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai sistem pengisian (spull and regulator) serta mengecek kondisi accu. Sedangkan amperemeter biasa digunakan untuk mengukur aliran arus listrik yang melalui sistem kabel bangunan baru, selain itu juga digunakan untuk menemukan masalah dalam sistem kabel pada gedung-gedung tua. Hal-hal tersebut merupakan bukti pentingnya mengapa perlu mempelajari voltmeter dan amperemeter.

Besar kecilnya arus listrik diukur dengan menggunakan alat yang bernama amperemeter. Caranya adalah dengan menyusun atau merangkai amperemeter, hambatan geser, dan voltmeter ataupun sumber tegangan (power supply) secara paralel. Kemudian nilai hambatan dirubah dengan menggeser hambatan untuk mendapatkan lima variasi data nilai I (kuat arus) dan V (tegangan). Selain itu dibuat rangkaian paralel yang terdiri dari hambatan geser, amperemeter, dan power supply untuk memperoleh I₁. Nilai I₁ untuk lima variasi data mempunyai nilai yang sama, sedangkan untuk memperoleh nilai I₂ perlu dihubungkan dengan bangku hambatan sehingga diperoleh lima variasi data dengan harga atau nilai R_b yang berbeda. Untuk mengukur tegangan dengan menggunakan voltmeter, caranya sama dengan pengukuranhambatan dengan menggunakan amperemeter, namun untuk voltmeter dirangkai secara seri.

1.2  TUJUAN

1)      Untuk memenuhi mata kuliah Praktikum Fisika II

2)      Mengukur kuat arus dan beda tegangan pada rangkaian arus searah

3)      Mengukur tahanan dalam dari Volt dan Amperemeter

4)      Mengenal daerah pengukuran Volt dan Amperemeter

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 VOLTMETER

                   Voltmeter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Konsep yang digunakan dalam sebuah volt meter DC hampir sama dengan konsep pada ampere meter. Pada volt meter arus searah atau DC volt meter tahanan shunt atau shunt resistor dipasang seri dengan kumparan putar magnet permanen (permanent magnet moving coil) PMMC yang berfungsi sebagai pengali (multiplier).

Tahanan Pengali (Multiplier Resistor)

Penambahan sebuah tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter arus searah. Tahanan pengali membatasi arus kealat ukur agar tidak melebihi arus sakala penuh (Idp). Sebuah voltmeter arus searah mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian arus searah dan dengan demikian dihubungkan paralel terhadap sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian. Biasanya terminal-termianal alat ukur ini diberi tanda positif dan negatif karena polaritas harus ditetapkan. Nilai tahanan pengali yang diperlukan untuk memperbesar batas ukur tegangan ditentukan dari gambar berikut, dimana :

V = Im (Rs + Rm)

Dengan :

Im = arus defleksi dari alat ukur

Rm = tahanan dalam alat ukur

Rs = tahanan pengali

V = tegangan rangkuman maksimum dari instrumen

Biasanya untuk batas ukur sampai 500 V pengali dipasang didalam kotak voltmeter. Untuk tegangan yang lebih tinggi, pengali tersebut dipasang pada sepasang probe kutub diluar kotak yakni untuk mencegah kelebihan panas dibagian dalam voltmeter.

Voltmeter Rangkuman Ganda

Penambahan sejumlah pengali beserta sebuah saklar rangkuman membuat instrumen mampu digunakan bagi sejumlah rangkuman tegangan. Sebuah voltmeter rangkuman ganda yang menggunakan sebuah sakelar empat posisi (V1, V2, V3, dan V4 ) dan empat pengali (R1, R2, R3, dan R4). Nilai dari pada tahanan-tahanan pengali dapat ditentukan dengan metoda sebelumnya, atau dengan metoda sensitivitas.

Sensitivitas voltmeter Sensitivitas (S) adalah kebalikan dari defleksi skala penuh alat ukur yaitu: S = 1 / Idp Sensitivitas (S) dapat digunakan pada metode sensitivitas untuk menentukan tahanan pengali voltmeter arus searah. R = (S x V) – Rm

Dimana : S   = sensitivitas voltmeter,ohm/volt

    V   = rangkuman tegangan yang ditentukan oleh posisi sakelar

    Rm= tahanan-dalam alat ukur (ditambah tahanan seri)

    Rs = tahanan pengali

 2.2 AMPEREMETER

Ampere meter arus searah atau sering disebut ampere meter DC adalaha alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui besarnya arus listrik (DC) yang mengalir pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Ampere meter menggunakan gerak d’Arsonval yaitu gerakan dasar PMMC (permanent magnet moving coil) atau sering juga dikenal dengan galvanometer PMMC.

Tahanan Shunt (Shunt resistor)

Gerakan dasar dari sebuah ampermeter arus searah adalah galvanometer PMMC. Karena gulungan kumparan dari sebuah gerakan dasar adalah kecil dan ringan dia hanya dapat mengalirrkan arus yang kecil. Bila yang akan diukur adalah arus besar, sebagian besar dari arus tersebut perlu dialirkan ke sebuah tahanan yang disebut shunt. alat ukur arus dc,merawat ampere meter,ampere meter,ampere meter dc,dc ammeter,teori ampere meter,rangkaian ampere meter,ampere meter shunt,shunt ayrton,tahanan ayrton,teori shunt ayrton,pengertian shunt ayrton,rumus resistansi ayrton,formula tahanan ayrton,rumus arus ayrton,rumus tahanan ayrton.

Tahanan shunt dapat ditentukan dengan menerapkan analisa rangkaian konvensional terhadap gambar diatas

dimana :         

            Rm = tahanan dalam alat ukur

Rs = tahanan shunt

Im = arus defleksi skala penuh dari alat ukur

Is = arus shunt

I = arus skala penuh ampermeter termasuk arus shunt.

Karena tahanan shunt paralel terhadap alat ukur (ampermeter), penurunan tegangan pada tahanan shunt dan alat ukur harus sama dan dituliskan

Vshunt = Valat ukur

IsRs = ImRm

Tahanan shunt yang digunakan dalam sebuah alat ukur dasar bisa terbuat dari sebuah kawat tahanan bertemperatur konstan yang ditempatkan di dalam instrumen atau sebuah shunt luar yang memiliki tahanan yang sangat rendah.

Shunt Ayrton Batas ukur sebuah ampermeter arus searah (dc) masih dapt diperbesar dengan menggunakan sejumlah tahanan shunt yang dipilih melalui sakelar rangkuman. Alat ukur seperti ini disebut ampermeter rangkuman ganda. Alat ini ditunjukkan pada berikut.

Rangkaian ini memiliki empat shunt Ra, Rb, Rc, dan Rd yang dihubungkan paralel terhadap alat ukur agar menghasilkan empat batas ukur yang berbeda. Saklar S adalah sebuah sakelar posisi ganda dari jenis menyambung sebelum memutuskan (make-before break), sehingga alat pencatat tidak akan rusak, oleh karena tidak terlindungnya rangkaian tanpa sebuah shunt sewaktu pengubahan batas ukur.

Shunt universal atau shunt ayrton dalam gambar diatas mencegah kemungkinan pemakaian alat ukur tanpa tahanan shunt. Keuntungan yang diperoleh adalah nilai tahanan total yang sedikit lebih besar. Shunt Ayrton ini memberikan kemungkinan yang sangat baik untuk menerapkan teori dasar rangkaian listrik dalam sebuah rangkaian praktis.

BAB III

ALAT DAN BAHAN

3.1  ALAT DAN BAHAN

1          Voltmeter

2          Amperemeter dengan berbagai batas ukur

3          Penghubung arus

4          Dua buah tahanan, bangku tahanan

5          Kabel-kabel penghubung

6          Sumber tegangan E

		Gambar 12

  

3.2 PROSEDUR

(Dalam menggunakan alat ukur yang baru tiap kali mengukur arus atau tgangan, harap digunakan paling sedikit 2 batas ukur, untuk melihat adanya hambatan).

1. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 8.
2. Mengatur kuat arus sehingga didapat kuat arus yang pantas.
3. Mencatat kedudukan Volt dan Ampremeter.
4. Mengulangi percobaan 2 dan 3 untuk beberapa harga kuat arus yang berlainan.
5. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 9 (R_B belum dihubungkan)
6. Mengatur dengan Forbol shingga didapat kuat arus yang pantas.
7. Mencatat kedudukan mA meter
8. Menghubungkan R_B dan mencatatnya lagi kedudukan mA meter (gambar 10)
9. Mencatat pula harga R_B yang bersangkutan
10. Mengulangi percobaan 8 dan 9 untuk beberapa harga R_B yang berlainan
11. Menyusun rangkaian seperti gambar 11
12. Mengaturnya untuk mendapat kuat arus yang pantas dengan forbol
13. Mencatat kedudukan Volt dan Amperemeter
14. Mengulangi percobaan 12 dan 13 untuk beberapa harga kuat arus yang berlaianan
15. Menyusun rangkaian seperti gambar 12 (R_B belum dihubungkan)
16. Menjalankan arus dan mencatat lagi kedudukan Voltmetr (gambar 13)
17. Menghubungkan R_B dan catat lagi kedudukan Voltmeter
18. Mencatat pula besarnya R_B yang dipakai
19. Mengulangi percobaan 17 dan 18 untuk harga R_B yang berlainan
20. Mengukur tegangan sumber dengan alat presisi