Bab 3. Instrumen Penunjuk Arus Searah

Transkripsi

1 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah A. PENDAHULUAN Pokok Bahasan : Galvanoeter suspensi Torsi dan defleksi di galvanoeter Sentitivitas galvanoeter Mekanise kuparan aknik peranen Apereeter arus searah olteter arus searah Sensitivitas volteter Efek Pebebanan Metode olteter- Apereeter Oheter Tujuan Belajar : Setelah epelajari ateri dala bab ini, ahasiswa diharapkan apu: Menjelaskan tentang galvanoeter suspensi Menjelaskan tentang torsi dan defleksi di galvanoeter Menjelaskan tentang sensitifitas galvanoeter Menjelaskan tentang ekanise kuparan aknit peranen Menjelaskan tentang apereeter arus searah Menjelaskan tentang volteter arus searah Menjelaskan tentang sensitifitas volteter Menjelaskan tentang sensitifitas Efek Pebebanan Menjelaskan tentang etode volt-apereeter Menjelaskan tentang oheter B. PEMBAHSAN MATE AJA 4.1 Galvanoeter suspensi Pengukuran-pengukuran arus searah sebelunya enggunakan galvanoeter de-ngan siste gantungan (suspension galvanoeter). nstruen ini erupakan pelopor instruen kuparan putar, dasar bagi kebanyakan alat-alat penunjuk arus searah yang dipakai secara uu. Gabar 1 enunjukkan konstruksi sebuah galvanoeter suspense

2 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Sebuah kuparan (coil) kawat halus digantung di dala edan aknit yang diha-silkan oleh sebuah aknit peranen. Menurut huku dasar gaya elektro aknetik kuparan tersebut akan berputar di dala edan aknit bila dialiri oleh arus listrik. Gantungan kuparan yang terbuat dari serabut halus berfungsi sebagai pebawa arus dari dan ke kuparan, dan keelastisan serabut tersebut ebangkitkan suatu torsi yang elawan perputaran kuparan. Kuparan akan terus berdefleksi sapai gaya elektro-aknetiknya engibangi torsi ekanis lawan dari gantungan. Dengan deikian pe-nyipangan kuparan erupakan ukuran bagi arus yang dibawa oleh kuparan tersebut. Sebuah cerin yang dipasang pada kuparan enyipangkan seberkas cahaya dan enyebabkan sebuah bintik cahaya yang telah diperkuat bergerak di atas skala pada suatu jarak dari instruen. Efek optiknya adalah sebuah jaru penunjuk yang panjang tetapi assanya nol. Dengan penyepurnaan baru galvanoeter suspensi ini asih digunakan dala pengukuran-pengukuran laboratoriu sensitivitas tinggi tertentu bila keindahan instruen bukan erupakan asalah dan bila portabilitas (sifat dapat dipindahkan) tidak dipentingkan. Gabar 1. Galvanoeter Suspensi 4.2 Torsi dan defleksi di galvanoeter Sifat dinaik galvanoeter dapat diaati dengan secara tiba-tiba eutuskan arus yang diasukkan, sehingga kuparan berayun kebali dari posisi penyipangan nuju posisi nol. Akan terlihat bahwa sebagai akibat kelebaan (inersia) dari siste yang berputar, jaru berayun elewati titik nol dala arah yang berlawanan, dan keudian berosilasi ke kiri ke kanan sekitar titik nol. Osilasi ini perlahan-lahan engecil sebagai akibat dari redaan eleen yang berputar dan akhirnya jaru akan berhenti Gerakan sebuah kuparan putar di dala edan aknit dikenali dari tiga kuantitas: (a) Moen inersia (kelebaan) kuparan putar terhadap subu putarnya 27

3 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah (b) Torsi lawan yang dihasilkan oleh gantungan kuparan (c) Konstanta redaan (D) Solusi persaaan differensial yang eperhubungkan ketiga faktor ini eberikan tiga kenungkinan yang asing-asing enjelaskan sifat dinaik kuparan dala sudut defieksnya. Q. Ketiga jenis sifat tersebut ditunjukkan oleh kurva-kurva pada Gabar 2 Dan disebut tereda lebih (overdaped), kurang tereda (underdaped) dan tere-da kritis (criticaally daped). Kurva enunjukkan keadaan tereda lebih di ana kuparan kebali secara perlahan ke posisi dia tanpa lonjakan (overshoot) atau osilasi. Jaru cenderung rnenuju ke keadaan antap dengan labat. Hal ini kurang enarik sebab yang lebih diinginkan dala kebanyakan peakaian adalah keadaan dan. Kurva enunjukkan kurang tereda di ana gerakan kuparan dipengaruhi oleh osilasi sinusoi-da tereda. Laju pada ana osilasi ini berhenti, ditentukan oleh konstanta redaan (D), oen inersia (/), dan torsi lawan (S) yang dihasilkan oleh gantungan kuparan. Kurva enunjukkan redaan kritis dala ana jaru kebali dengan cepat ke keadaan antapnya tanpa osilasi. Secara ideal, tanggapan (respons) galvanoeter adalah sedeikian sehingga jaru bergerak ke posisi akhir tanpa lonjakan; berarti gerakan tersebut has tereda kritis. Di dala praktek, biasanya galvanoeter sedikit kurang tereda, yang enyebabkan jaru sedikit elonjak sebelu berhenti. Cara ini ungkin lebih labat dari redaan kritis, tetapi dia enjain peakai bahwa gerakan tidak rusak karena penanganan yang kasar, dan dia engkopensir setiap gesekan tabahan yang dapat Htfiasilkan oleh debu atau keausan. Gabar 2. Sifat Dinaik sebuah galvanoeter 28

4 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah 4.3 Sentitivitas galvanoeter Untuk enyatakan sensitivitas sebuah galvanoeter, uunya digunakan tiga definisl, yaitu : (a) sensitivitas arus (current sensitivity); (b) sensitivitas tegangan (voltage sensitivity); (c) sensitivitas ega-oh (egoh sensitivity). Sensitivitas arus (current sensitivity) dideflnisikan sebagai perbandingan penyi-pangan (defleksi) galvanoeter terhadap arus yang enghasilkan defleksi tersebut. Bia-sanya arus dinyatakan dala ikroaper dan defleksi dala ilieter. Bagi galvanoeter yang skalanya tidak dikalibrasi dala ilieter, defleksi dapat dinyatakan dala bagian skala. Sensitivitas arus adalah : d S μ A di ana d defleksi galvanoeter dala bagian skala atau i arus galvanoeter dala fia Sensitivitas tegangan (voltage sensitivity) didefinisikan sebagai perbandingan defleksi galvanoeter terhadap tegangan yang enghasilkannya. Oleh karena itu d Sv μ di ana d defleksi galvanoeter dala bagian skala atau tegangan yang diberikan ke galvanoeter dala Sensitivitas egaoh (egoh sensitivity) didefinisikan sebagai tahanan (dala ega-oh) yang dihubungkan secara seri dengan galvanoeter agar enghasilkaffr defleksi sebesar satu bagian skala bila tegangan 1 diasukkan ke rangkaian tersebut. Karena tahanan ekivalen dari galvanoeter yang diparalelkan diabaikan terhadap tahanan (dala ega-oh) yang seri dengannya, arus yang diasukkan praktis saa dengan 1/ JJLA dan enghasilkan defleksi sebesar satu bagian (divisi). Secara nuerik, sensitivitas ega oh saa dengan sensitivitas arus, sehingga d S μa di ana d defleksi galvanoeter dala bagian skala atau / arus galvanoeter dala fa Sensitivitas balistik (ballistic sensitivity) didefinisikan sebagai perbandingan defleksi aksial galvanoeter, d terhadap julah uatan listrik, Q di dala satu pulsa tung-gal yang enghasilkan defleksi tersebut. Maka 29

5 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah S Q d Q μc di ana d defleksi aksial galvanoeter dala bagian skala Q kuantitas listrik dala C Contoh: Sebuah galvanoeter diuji dala rangkaian Gabar 3, di ana diana E ,0 Ω Ω 3 variable Gabar 3. angkaian Penghujuan Galvanoeter Dengan ebuat 3 pada 450 Ω, defleksi galvanoeter adalah 150, dan untuk Ω, defleksi berkurang enjadi 75. Tentukan : (a) tahanan galvanoeter, (b) sensitivitas arus galvanoeter terse but. Penyelesaian : (a) Bagian dari arus total T yang diabil oleh galvanoeter adalah 1 G T 1 3 G Karena defleksi untuk Ω adalah 150 dan untuk Ω adalah 75, arus galvanoeter G dala hal kedua ini adalah separoh dari arus galvanoeter dala kasus pertaa. Karena itu dapat dituliskan, G1 2 G2 G 1,0 1,0 450 G 1,0 2 1,0 950 G dan dengan enyelesaikannya untuk G diperolehi G 40 Ω. (b) Dengan elihat rangkaian Gabar 3 diperoleh bahwa tahanan total rangkaian, T adalah 30

6 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah sehingga T ( 3 G) Ω 1 3 G 1,5 T 0, 6 A 2500Ω Untuk Ω, arus galvanoeter G adalah G 1 T 1 3 G G 1,0 1,0 450 G 0,6 A 1,2 μa dan S 150 1,2 μa 125/ μa 4.4 Mekanise kuparan aknik peranent Gerakan dasar kuparan putar aknet peranent (peranent agnet oving coil PMMC) yang ditunjukkan pada gabar 4 sering disebut sebagai pengggerak d Arsonval. Penggerak eter d'arsonval banyak digunakan pada saat ini. Dengan peakaian yang luas pada peralatan elektronik, aka perlu sekali untuk endiskusikan engenai konstruksi dan prinsip pengoperasiannya. Gabar 4. Konstruksi penggerak d Arsonval Penggerak eter koersial yang tipikal, ditunjukkan pada gabar 4 yang beroperasi pada prinsip dasar otor DC. Gabar 5 enunjukkan 31

7 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah agnet peranen berbentuk tapal kuda yang berdepetan dengan lebaranlebaran besi lunak kutubnya, Di antara lebaran kutub utara dan kutub selatan terdapat inti besi lunak berbentuk silinder yang dililit dengan kuparan kawat halus. Kawat halus ini dililitkan pada sebuah bingkai loga yang sangat ringan dan ditepelkan pada sebuah pasangan jewel sehingga dapat berputar dengan bebas. Tangkai penunjuk dipasangkan pada kuparan putar yang akan enunjuk skala saat kuparan putarnya berputar. Arus dari sebuah rangkaian yang diukur, di dala eter akan elewati gulungan pada kuparan putar. Arus yang elewati koil enyebabkan koil tersebut enjadi elektroagnet yang berkutub utara dan selatan. Kutub elektroagnet saling epengaruhi dengan kutub agnet peranen yang enyebabkan koli berputar. Tangkai akan enunjuk skala sewaktu arus engalir di dala arah yang tepat pada koil. Dengan alasan ini, seua penggerak eter DC ada penunjukkan tanda polaritas. Gabar 5. Bagian-bagian penggerak d Arsonval Seharusnya ditekankan bahwa penggerak eter d'arsonval adalah peralatan yang dikendalikan oleh arus. Tanpa eperhatikan satuan (volt,oh,dsb) pada skala yang di kalibrasi, respon kuparan putar tergantung pada julah arus yang elewati gulungan. 4.5 Apereeter arus searah Selaa gulungan kuparan putar yang ditunjukkan pada gabar 5 adalah kawat yang sangat halus, penggerak eter d'arsonval dasar sangat terbatas dala penggunaan tanpa odifikasi. Salah satu odif ikasi yang diperlukan sekali adalah dengan enaikkan batas ukur arus yang diukur dengan pengeerak eter dasar. Hal ini dilakukan dengan enepatkan sebuah resistansi rendah yang diparalel dengan resistansi penggerak eter, esistansi rendah ini disebut dengan Shunt (sh) dan 32

8 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah fungsinya untuk eberi sebuah cara pengganti pada arus total eter,, disekitar eter penggerak. angkaian aeter DC dasar ditunjukkan oleh gabar 6 Dala banyak hal sh lebih besar dari pada yang engalir pada penggerak itu sendiri. esistansi shunt diperoleh dengan enggunakan huku Oh s sh Gabar 6. angkaian dasar apereter DC Di ana : sh tahanan dala alat ukur tahanan shunt (dp) arus defleksi penuh sh arus shunt arus skala penuh sh Q shunt sh sh sh alat ukur sh karena sh 33

9 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Contoh :Sebuah Milliaper eiliki batas ukur 1 A dengan tahanan dala 100Ω, tentukanlah tahanan shunt yang harus dipasang agar batas kurnya enjadi 100 A sh sh Faktor Kelipatan A 1 A A sh Ω 1,01 Ω Tujuan penepatan sebuah resistansi rendah yang diparalel dengan resistansi penggerak eter () adalah untuk enaikan batas ukur arus yang besarnya n kali besar n n Shunt Ayrton (Shunt Universal) esitansi shunt yang didisusikan dala sub bab sebelunya berfungsi cukup baik pada aeter berbatas ukur tunggal, akan tetapi pada ater dengan banyak batas ukur, shunt Ayrton lebih sesuai, keuntungannya adalah enghilangkan keungkinan dari eter enjadi rangkaian tanpa beberapa resistor shunt dan dapat digunakan dengan batas ukur eter yang lebar. angkaian shunt Ayrton seperti ditunjukkan pada gabar 7. 1A c 10 A 5A b a Gabar 7. Shunt Ayrton 34

10 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Batas a Batas a Batas a Ukur 1 A b Ukur b Ukur ( ) ( ) 10 b c A A A 1 A c A c Contoh : ancang sebuah shunt Ayrton pada apereter dengan tahanan dala 50Ω dan arus defleksi penuh 1A, agar enghasilkan batas ukur rangkuan ganda 1A, 5A, dan 10A. Batas Ukur 1 A a b c 0,05005Ω (...1) Batas Ukur 5 A 1 ( c 50) c 50 a b (...2) Batas Ukur 10 A a ( 50) b c b c (...3) [] 1 [] a a b b c c c 250, ,2 [] 1 [] a a b b b c c c b 500, ,45 450,45 400,4

11 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah 4.6 olteter arus searah Penggerak eter d Arsonval dasar dapat diubah ke volteter Dc dengan enghubungkan sebuah pengali s yang seri dengan penggerak eter sepeti ditunjukkan pada gabar 8. Tujuan dari pengali adalah untuk eperluas batas ukur tegangan dari eter dan untuk ebatasi arus yang elewati pengerak eter pada sat arus enyipang skala penuh aksiu. s Gabar 8. angkaian dasar volteter DC Di ana : s tahanan dala alat ukur tahanan pengali (dp) arus defleksi penuh s tegangan rangkuan aksiu ( ) s s 36

12 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah olteter angkuan ganda Penabahan sejulah pengali beserta sebuah saklar rangkuan (range switch) ebuat instruen apu digunakan bagi sejulah rangkuan tegangan. Nilai-nilai tahanan pengali dapat ditentuka dengan etode sebelunya atau dengan etode sensitivitas. pada gabar 9 di bawah ditunjukkan tahanan-tahanan pengali dihubungkan secara seri dan saklar peilih di setiap posisi enghasilkan sejulah tahan tertentu yang seri dengan. Siste ini eiliki keuntungan yaitu pengeli kecuali yang pertaa eiliki nilai tahanann standar dan dapat diperoleh dipasaran dengan toleransi yang tepat Gabar 9. angkaian volteter DC rangkuan ganda Contoh : sebuah gerak d Arsonval dengan tahanan dala 100 Ω dan skala penuh dp 1 A, akan diubah enjadi volteter DC rangkuan ganda dengan batas ukur 0 10, 0 50 v, v, v. angkuan K Ω T 1 A s T 10 K Ω 100 Ω Ω angkuan 50 T s KΩ 1A T ( ) 50 KΩ 10 KΩ 40KΩ 4 37

13 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah angkuan 250 T s 250 1A T 250 KΩ ( ) 250 KΩ 50 KΩ 200KΩ 3 4 angkuan 500 T s 500 1A T 500 KΩ ( ) 500 KΩ 250KΩ 250KΩ Sensitivitas volteter pada sub bab sebelunya ditunjukkan bahwa defleksi penuh dp dicapai pada seua rangkuan bila sklar dihubungkan ke rangkuan tegangan yang sesuai. Seperti ditunjukkan pada soal di atas, arus 1 A diperoleh pada tegangan 10, 50, 250, 500. Dan asing-asing rangkuan tersebut, perbandingan tahanan total dengan tegangan rangkuan selalu Ω/. Bentuk inilah yang sering disebut sebagai sensitivitas volteter. S 1 dp Ω Sensivitas S dapat digunakan pada etode sentivitas untuk eentukan tahanan pengali volteter DC. Di ana : T S s S S Sentivitas olteter (Ω/) angkuan tegangan yang ditentukan oleh posisi saklar tahanan dala alat ukur 38

14 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah s tahanan pengali Contoh : sebuah gerak d Arsonval dengan tahanan dala 100 Ω dan skala penuh dp 1 A, akan diubah enjadi volteter DC rangkuan ganda dengan batas ukur 0 10, 0 50 v, v, v. 1 1 Ω S 1000 dp 0,001 A angkuan 10 Ω S Ω Ω 4 angkuan 50 Ω 3 S 4 40 K ( ) KΩ Ω angkuan 250 Ω 2 S K ( ) KΩ Ω angkuan 500 Ω 1 S K ( ) KΩ Ω 4.8 Efek Pebebanan Saat sebuah volteter digunakan untuk engukur tegangan pada koponen rangkaian, rangkaian volteter itu sendiri dala hubungan paralel dengan koponen rangkaian. Sehingga kobinasi paralel dari dua resistor enjadi lebih kecil saat volteter terhubung jika dibandingkan dengan tanpa volteter. Dengan deikian tegangan pada koponen berkurang saat volteter dihubungkan. Penurunan tegangan ungkin tidak berarti atau ungkin besar, tergantung dari sensitivitas dari volteter yang digunakan. Efek ini disebut pebebanan volteter yang digabarkan pada gabar 10 di bawah. 39

15 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah 1 s 2 - Gabar 10. Efek pebebanan volteter Tegangan sesungguhnya (hitung) 2 h s 1 2 Tahanan dala volteter. S rangkuan volteter Tahanan paralel 2. P 2 Tegangan yang terukur ukur 1 P P S Prosentase kesalahan pebacaan % Kesalahan Pebacaan h h ukur 100 % Contoh Soal : Dua buah tahanan 1 (100KΩ) dan 2 (50KΩ) terhubung seri dengan suber tegangan 150 olt, jika ingin engukur tegangan pada 2 dengan volteter 1 (sensitivitas 1KΩ/v) dan olteter 2 (sensitivitas 20KΩ/v). Tentukanlah (a) pebacaan tiap volteter, (b) prosentase kesalahan tiap pebacaan 40

16 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Jawab : 1 100k? s k? S1 1k? / S2 20 k? / angkuan volteter 50 Pertanyaan : (a) berapa tegangan terukur? (b) % Kesalahan pebacaan? Gabar 11. contoh perhitungan efek pebebana volteter tegangan sesungguhnya (hitung) h kΩ kΩ 50kΩ 50 s tahanan dala volteter 1 1. S kω tahanan paralel 1 P kΩ 50kΩ 50kΩ 50kΩ 25kΩ tegangan yang terukur 1 ukur1 P 1 1 P S

17 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah % kesalahan pebacaan 1 h ukur1 Kes. Peb % h % 50 40% tahanan dala volteter 2 2. S MΩ tahanan paralel 2 P kΩ kΩ 50kΩ kΩ 47, 6kΩ tegangan yang terukur 2 ukur 2 P2 1 P2 47, , 6 48, 36 S 150 % kesalahan pebacaan 2 Kes. Peb. 2 h h ukur % 50 48, % 50 3, 28% 42

18 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah 4.9 Metode olteter- Apereeter Suatu cara populer untuk pengukuran tahanan enggunakan etoda volteter apereter (volteter aeter ethod), karena instruen-instruen ini biasanya ter-sedia di laboratoriu. Jika tegangan antara ujung-ujung tahanan dan arus / elalui tahanan tersebut diukur, tahanan yang tidak diketabui dapat ditentukan berdasar-kan huku oh : Dengan asusi berarti bahwa tahanan apereter adalah nol dan tahanan volteter tak berhingga, sehingga kondisi rangkaian tidak terganggu. T L A T A L s L L s L L - Gabar a Gabar b Gabar 11 penepatan volteter dan aper eter pada pengukuran tahanan Dala Gabar 11 (a) arus sebenarnya (true current) yang disalurkan ke beban diukur oleh apereter, tetapi volteter lebih tepat engukur tegangan suber dari pada tegangan beban nyata (aktual). Untuk endapatkan tegangan yang sebenarnya pada beban, penurunan tegangan di dala apereter has dikurangkan dari penun-jukan volteter. Jika volteter dihubungkan langsung di antara ujungujung tahanan seperti dala Gabar 11(b), dia engukur tegangan beban yang sebenarnya, tetapi apereter enghasilkan kesalahan (error) sebesar arus elalui volteter. Dala kedua cara pengukuran ini kesalahan tetap dihasilkan. Cara yang betul untuk eng-hubungkan volteter bergantung pada nilai beserta tahanan volteter dan apereter. Uunya tahanan apereter adalah rendah sedang tahanan volteter adalah tinggi. Dala Gabar 11(a) apereter ebaca arus beban ( ) yang sebenarnya, dan volteter engukur tegangan suber ( t ). Jika besar dibandingkan terhadap tahanan dala apereter, kesalahan yang diakibatkan olertpenurunan tegangan di dala apereter dapat diabaikan dan t sangat endekati tegangan beban yang sebenarnya ( ). Dengan deikian rangkaian Gabar 4-20(a) adalah yang paling baik untuk pengukuran nilai-nilai tahanan yang tinggi (high-resistance values). Dala Gabar 11(b) volteter ebaca tegangan beban yang sebenarnya ( ) dan apereter ebaca arus suber ( t ). Jika kecil dibandingkan terhadap tahanan dala volteter, arus yang dialirkan ke volteter tidak begitu - 43

19 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah epengaruhi arus suber dan t sangat endekati arus beban sebenarnya ( ). Berarti rangkaian Gabar 11(b) paling baik untuk pengukuran nilai-nilai tahanan rendah (low-resistance values). Selanjutnya dengan eberikan sebuah tahanan yang besarnya tidak diketahui, bagaiana cara engetahui jika volteter telah dihubungkan dengan tepat Perhatikan rangkaian Gabar 12 dala ana volteter dan apereter dapat dihubungkan dala dua cara pebacaan yang bersaaan. Prosedurnya adalah sebagai berikut: (a) Hubungkan volteter terhadap dengan sakelar pada posisi 1 dan aati peba caan apereter. (b) Pindahkan sakelar ke posisi 2. Jika pebacaan apereter tidak berubah, kebalikan sakelar ke posisi 1. Gejala ini enunjukkan pengukuran tahanan rendah. Catat pebacaan arus dan tegangan dan hitung enurut huku oh (c) Jika pebacaan apereter berkurang sewaktu eindahkan sakelar dari posisi 1 ke posisi 2, biarkan volteter pada' posisi 2. Gejala ini enunjukkan pengukuran tahanan tinggi. Catat arus dan tegangan dan hltung enurut huku oh 4.10 Oheter z 0,1 z 0,9 z E dp y Gabar 12. angkaian dasar oheter 44

20 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Diana : dp E z tahanan dala arus defleksi penuh baterai dla alat ukur tahanan pebatas arus dan pengatur nol tahanan yg tidak diketahui Jika titik dan y dihubungsingkat ekuivalen dengan enghubungsingkat kedua probe dari oheter pada zero sebelu alat digunakan, keudian resistor variabel z diatur untuk eperoleh penyipangan skala penuh. Saat X & y dihubungsingkat dp z E Saat X & y dipasang E z dp E ( z ) E ( ) z ( z ) ( ) z Jika P enyatakan perbandingan dan dp ( z ) ( ) ( ) ( ) z P z z P 45

21 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Contoh :Suatu penggerak eter dengan dp 1 A dan 100 Ω digunakan sebagai oheter dengan baterai 3, buatlah skala pada perukaan eter untuk pebacaan resistansi! z 100? dp1a y E3 Gabar 13. Contoh perhitungan oheter Nilai z yang akan ebatasi arus pada dp E 3 z 100Ω KΩ 1A dp Nilai dengan penyipangan 20% dari dp ( ) z P ( ) ( 2,9 KΩ 0,1 KΩ) 0,2 3KΩ 3KΩ 12 KΩ 0,2 z ( 2,9 KΩ 0,1 KΩ) Nilai dengan penyipangan 40% dari dp ( ) ( ) z z P 3KΩ 3KΩ 4,5 KΩ 0,4 Nilai dengan penyipangan 50% dari dp ( ) ( ) z z P 3KΩ 3KΩ 3KΩ 0,5 46

22 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah Nilai dengan penyipangan 75% dari dp ( ) ( ) z z P 3KΩ 3KΩ 1KΩ 0,75 Nilai dengan penyipangan 100 % dari dp ( ) ( ) z z P 3KΩ 3KΩ 0 KΩ 1 C. ANGKUMAN a. Gerakan sebuah kuparan putar di dala edan aknit dikenali dari tiga kuantitas: Moen inersia (kelebaan) kuparan putar terhadap subu putarnya Torsi lawan yang dihasilkan oleh gantungan kuparan Konstanta redaan (D) b. keadaan tereda lebih di ana kuparan kebali secara perlahan ke posisi dia tanpa lonjakan (overshoot) atau osilasi. Jaru cen-derung rnenuju ke keadaan antap dengan labat c. kurang tereda di ana gerakan kuparan dipengaruhi oleh osilasi sinusoi-da tereda. Laju pada ana osilasi ini berhenti d. redaan kritis dala ana jaru kebali dengan cepat ke keadaan antapnya tanpa osilasi e. Sensitivitas arus (current sensitivity) dideflnisikan sebagai perbandingan penyi-pangan (defleksi) galvanoeter terhadap arus yang enghasilkan defleksi tersebut f. Sensitivitas tegangan (voltage sensitivity) didefinisikan sebagai perbandingan defleksi galvanoeter terhadap tegangan yang enghasilkannya g. Sensitivitas egaoh (egoh sensitivity) didefinisikan sebagai tahanan (dala ega-oh) yang dihubungkan secara seri dengan galvanoeter agar enghasilkaffr defleksi sebesar satu bagian skala bila tegangan 1 diasukkan ke rangkaian tersebut h. Sensitivitas balistik (ballistic sensitivity) didefinisikan sebagai perbandingan defleksi aksial galvanoeter, d terhadap julah uatan listrik i. Untuk enaikan batas ukur apereter DC dilakukan enepatkan sebuah resistansi rendah/shunt (sh) yang diparalel dengan resistansi penggerak eter () 47

23 Bab 3 nstruen Penunjuk Arus Searah j. Untuk enaikan batas ukur volteter DC dilakukan enepatkan sebuah resistansi pengali yang dipasang seri dengan resistansi penggerak eter () D. LATHAN SOAL 1. Sebuah rangkaian Shunt Ayrton eiliki arus defleksi penuh dp 1 A dan tahanan dala 50 Ω, agar enghasilkan rangkuan-rangkuan arus sebesar 5 A, 10 A, dan 15 A. Tentukanlah nilai-nilai tahanan shunt yang diperlukan (gabar diagra perencanaan secara lengkap) 2. Sebuah eter gerak d Arsonval dengan tahanan dala 100 Ω dan skala penuh dp 1 A, akan diubah enjadi volteter arus searah rangkuan ganda dengan batas ukur 0 5 volt, 0 10 volt, 0-15 volt, dan 0 30 volt. Tentukanlah nilai tahanan-tahanan pengali (gabar diagra perencanaan secara lengkap) 3. Dua buah tahanan 1 (100KΩ) dan 2 (200KΩ) terhubung seri dengan suber tegangan 300 olt, jika ingin engukur tegangan pada 1 dengan volteter 1 (sensitivitas 4KΩ/v) dan olteter 2 (sensitivitas 20KΩ/v). Tentukanlah (a) pebacaan tiap volteter, (b) prosentase kesalahan tiap pebacaan. E. KASUS 1. Sebuah rangkaian Shunt Ayrton eiliki arus defleksi penuh dp 1 A dan tahanan dala 50 Ω, agar enghasilkan rangkuan-rangkuan arus sebesar 1 A, 5 A, dan 10 A. Tentukanlah nilai-nilai tahanan shunt yang diperlukan (gabar diagra perencanaan secara lengkap) 2. Sebuah eter gerak d Arsenal dengan tahanan dala 100 Ω dan skala penuh dp 1 A, akan diubah enjadi volteter arus searah rangkuan ganda dengan batas ukur 0 5 volt, 0 15 volt, 0-30 volt, dan 0 60 volt. Tentukanlah nilai tahanan-tahanan pengali (gabar diagra perencanaan secara lengkap) 3. Dua buah tahanan 1 (100Ω) dan 2 (50Ω) terhubung seri dengan suber tegangan 150 olt, jika ingin engukur tegangan pada 1 dengan volteter 1 (sensitivitas 0,5KΩ/v) dan olteter 2 (sensitivitas 20KΩ/v) pada rangkuan 100 volt. Tentukanlah (a) pebacaan tiap volteter, (b) prosentase kesalahan tiap pebacaan F. SUMBE BELAJA Diktat Pengukuran Listrik nstruentasi Elektronik dan Pengukuran Tsuneo Furuya, et.al Willia David Cooper 48