Gambar Rangkaian seri dengan 2 buah resistor

Transkripsi

1 9.3. angkaian Dasar istrik.3. angkaian Seri Apabila dua buah tahanan kita hubungkan berturut-turut seperti didalam Gambar.3, maka rangkaian ini disebut rangkaian deret / seri. Gambar.3. angkaian seri dengan buah resistor Dari grafik di atas terlihat bahwa besarnya merupakan penjumlahan dari tegangan yang drop pada masing-masing resistor. Jika rangkaian seri dengan tiga buah resistor dihubungkan dengan tegangan baterai, maka akan arus mengalir dari baterai melalui tiga tahanan itu. Gambar.33. angkaian seri dengan sumber tegangan BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

2 30 Kuat arus diseluruh bagian rangkaian deret itu sama besarnya, tidak hanya tiga tahanan saja yang dapat dihubungkan deret, tetapi rangkaian deret dapat terdiri dari dua, tiga, dan empat tahanan atau lebih. Kalau kita ukur tegangan pada tahanan pertama ialah : ; tegangan kedua ialah : ; dan tegangan ketiga ialah : 3, maka ternyata bahwa jumlah ketiga tegangan itu sama dengan tegangan baterai. s = Karena =I ; =I ; 3 =I 3 3 dan s =I S t maka : I S t = I + I + I 3 3 Karena rangkaian seri ketiga tahanan dialiri arus yang sama maka : I s = I = I = I 3 sehingga t = (.5).3. angkaian Paralel Beberapa pemakai alat listrik bersama-sama dihubungkan pada satu tegangan. Hubungan semacam ini disebut : hubungan jajar / paralel. Semua alat listrik pada umumnya dihubungkan jajar pada tegangan yang tersedia. Gambar.34 angkaian paralel dengan buah resistor Dari grafik di atas terlihat bahwa besarnya I Total merupakan penjumlahan dari arus yang mengalir pada masing-masing resistor. Sekarang perhatikan percobaan dibawah : BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

3 3 Hasil pengukuran: Gambar.35. Pengukuran tegangan pada rangkaian paralel =...; =...; =...; 3 =... Diperoleh = = = 3 angkaian paralel terdiri dari berbagai arus cabang. Semua arus cabang bersumber dari arus utama. Dan arus keluar kembali pada jepitan tertutup, Gambar.36. Pengukuran arus pada rangkaian paralel Hasil pengukuran : =...; =...; =...; 3 =... Diperoleh : = Tahanan rangkaian paralel membagi arus total dalam berbagai arus cabang, sesuai dengan nilai hantarannya. Perhitungan tahanan total (tahanan pengganti) t U U (.6) I I + I + I3 BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

4 3 t t t U U U U (.7) 3 G t = G + G + G 3 (.8) Untuk rangkaian seri tahanan : + maka :.. (.9) Contoh Jika dua buah tahanan masing -masing = 0 Ω, = 40 Ω, dihubungkan secara paralel dengan tegangan 00, tentukan tahanan total dan arus yang mengalir pada masing-masing tahanan serta perbandingan : dan : Penyelesaiannya: = = = , 0,05 = 5 A = 0 A = 5 A Kontrol : = + = 5 A I 0 A = 4 I 5 A BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

5 = 4 Kesimpulan: Tahanan total adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dari tahanan cabang. Keadaaan arus pada tiap cabang berbanding terbalik dengan tahanan cabang. Pemakaian: Hubungan paralel ( shunt ) untuk mengukur arus dan untuk pemakaian stop kontak yang lebih banyak dalam suatu rangkaian. Contoh : Jika diketahui: Dua buah tahanan = 0 Ω, = 30 Ω, dihubungkan secara paralel, berapakah tahanan totalnya? = Sedangkan jawaban secara grafik: Gambar.37. Perhitungan nilai resistor secara grafik Contoh 3 Diketahui: Tiga buah gulungan masing-masing 75 dihubungkan secara paralel dengan tegangan 50 Berapakah Arus total dan tahanan total? Penyelesaiannya: = = 3 = = 3 = 50 = A 75 BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

6 34 = 3. = 3. A = 6A = U I 50 5 = dari 75 6 A 3 Kesimpulan: Apabila setiap cabang tahanannya sama besar, maka tahanan total dihitung sebagai berikut : = Cabang Jumlah Cabang (.0).3.3 angkaian Seri Paralel (Campuran) angkaian seri-paralel (campuran) seperti Gambar.38, tahanantahanan ada yang tersambung seri dan paralel dalam rangkaian tersebut. Untuk menghitung besarnya tahanan pengganti,tahanan-tahanan dikelompokkan. Tahanan yang terhubung seri dihitung secara seri (persamaan.5) dan yang terhubung paralel dihitung secara paralel (persamaan.7). Berikut ini adalah cara penyelesaian rangkaian campuran: a. angkaian campuran ( seri-paralel ). Gambar.38. angkaian campuran ( seri-paralel ) = = (.) (.) AB = BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

7 35 b. angkaian campuran ( paralel-seri ) Gambar.39. angkaian campuran ( paralel-seri ) = + = = Gambar.40. angkaian Paralel AB = I II III (.3) Contoh hitungan. Gambar.4. Contoh perhitungan angkaian Paralel = 0 = 0 3 = 0 BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

8 36 4 = 0 AB? Penyelesaian : Gambar.4. Contoh penyederhanaan perhitungan angkaian Paralel = = = x Gambar.43. Hasil akhir perhitungan angkaian Paralel AB = + = = Sumber Tegangan Sumber tegangan dalam keadaan tidak berbeban Sumber tegangan dalam keadaan tidak berbeban biasa disebut dengan isitilah E atau Gaya gerak listrik (GG) adalah tegangan untuk menghantarkan elektron, atau biasa dikenal tegangan tidak kerja o satuan olt BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

9 37 Gambar.44. Sumber tegangan tidak berbeban : Tegangan klem atau tegangan setelah melewati tahanan dalam dari sumber tegangan satuan olt. d : Tahanan dalam dari sumber tegangan dalam satuan ohm. Persamaan arus : I = 0 Persamaan tegangan : = E atau o Sumber tegangan dalam keadaan berbeban Gambar.45. Sumber tegangan dengan beban Arus listrik mengalir dari tiitk positip ke titik negatip. Andaikata dua titik itu netral, jadi tidak ada tegangan antara kedua tiitk itu, maka tak akan ada arus yang mengalir lewat kabel yang nenghubungkan kedua tiitk itu, karena tidak ada perpindahan elektron. Sehingga arus listrik mengalir hanya bila ada tegangan dan hanya dalam rangkaian tertutup. Besarnya tegangan jepit ( klem ) menurut hukum ohm, sama dengan kuat arus dikalikan dengan tahanan, maka disebut tahanan luar. Jadi dapat ditulis : = I (.4) Demikian pula didalam baterai juga terdapat tahanan. Tahanan didalam baterai disebut tahanan dalam sumber arus, karena terdapat didalamnya, maka : = I d (.6) BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

10 38 dimana : = kerugian tegangan di dalam sumber arus. d = tahanan dalam sumber arus. I = arus yang dikeluarkan. Jadi besarnya ggl : o = I ( + d ) (.7) = I + I d = + I d = + dari persamaan diatas dapat ditulis : I (.8) d o Sumber tegangan dalam keadaan hubung singkat Gambar.46. Sumber tegangan dalam keadaan hubung singkat Jika suatu baterai hubung singkat maka : = 0 Karena tidak ada tahanan luar atau tahanan luar relatif kecil sekali (diabaikan) maka didapat rumus : I o (.9) Kesimpulan : Semakin besar arus, maka tegangan klem semakin kecil. Semakin kecil tahanan dalam, maka semakin berkurang tegangan klem yang tergantung dari arus beban. BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

11 39 ugi tegangan didalam penghantar Yang dimaksud kerugian tegangan dalam penghantar ialah tegangan yang hilang, atau tegangan yang tak dapat dimanfaatkan : Dalam rangkaian arus : I = / p Gambar.47. ugi tegangan dalam penghantar P = AB + BC + CD dari titik A ke B terjadi turun tegangan AB = I. AB = I. Tahanan penghantar masuk dari titik C D = terjadi turun tegangan CD = I. CD = I. Tahanan penghantar keluar = BC atau = AB + CD Panjang dan penampang kedua penghantar itu sama, jadi tahanannya sama. Tahanan penghantar = q (.30) Tahanan dua kontrol : = ρ q (.3) Turun tegangan dinyatakan dalam % dari tegangan yang diberikan = %. (.3) BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

12 40 Σ = 00 Sumber tegangan dalam keadaan berbeban yang dapat diatur Gambar.48. angkaian Sumber tegangan dengan beban dapat diatur Gambar.49. Grafik keadaan berbeban yang dapat diatur Kesimpulan : Semakin besar tahanan beban yang diukur maka besarnya tegangan klem akan semakin kecil. Contoh Soal : Sebuah sumber tegangan memberikan o =,5 dihubungkan pada tahanan =,5 sedangkan tahanan dalam baterai i = 0,5. Hitunglah : a. Arus yang mengalir (). b. Tegangan klem (tegangan pada tahanan luar). Jawab : BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

13 4 a). I d =,5 0,5,5 =,5 3 = 0,5 A b). = o. d =,5 ( 0,5. 0,5 ) =,5 0,5 =,5.3.5 Pembagi Tegangan Tahanan pembagi tegangan dibangun dari dua buah tahanan atau lebih yang dihubung seri pada sumber tegangan. Arus yang mengalir pada rangkaian seri tersebut adalah sama sedang tegangan bagian pada masing-masing tahanan tergantung nilai masing-masing tahanan. Sistem pembagi tegangan dari rangkaian tahanan selain membagi tegangan dapat dimanfaatkan untuk menghitung salah satu nilai tahanan x yang belum diketahui. Perhatikan pembagi tahanan Gambar.50. Gambar.50. Mengukur Tahanan x Sistem Pembagi Tegangan Dimana : Berdasarkan Hukum OHM x = Tahanan tidak diketahui y = Tahanan diketahui x = olt meter, mengukur tegangan x y = olt meter, mengukur tegangan y v = Tahanan dalam olt meter s = Tegangan Sumber I = Arus yang mengalir dalam rangkaian I (.33) x y BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

14 4 x y x s (.34) x y y s (.35) x y Karena arus yang mengalir pada masing-masing tahanan x dan y sama x y (.36) x y x x y (.37) y Ketidak cermatan hasil pengukuran adalah, tergantung ketidak cermatan hasil pengukuran tegangan x dan y. Karena pada dasarnya saat mengukur tegangan x dan y kita mengukur tegangan pada tahanan jajar x // v dan y // v. Kalau v jauh lebih besar dari x dan y maka pengaruh v bisa diabaikan, karena tidak terpadu efek pembebanan. Jadi didalam pengukuran metode pembagi tegangan sebaiknya digunakan volt meter yang mempunyai tahanan dalam v sangat besar, bisa dipilih multimeter digital. Cara yang lebih baik adalah menggunakan tahanan variabel yang dikalibrasi yaitu dengan tahanan variabel ( Potensio ) samapai diperoleh x = y maka akan didapat x = y pada sistem ini tidak perlu alat ukur yang sangat presisi /mahal sebab yang diperlukan adalah pengukuran tegangan x = y yang cermat lihat Gambar.5. Gambar.5. Mengukur Tahanan x, dengan menyamakan x dan y Pembagi Tegangan esistor Tetap BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

15 43 angkaian pembagi tegangan dapat dibangun dengan menggunakan dua resistor atau lebih yang dihubungkan secara seri. angkaian tertutup, pembagi tegangan seperti yang diperlihatkan Gambar.5 menggambarkan aliran arus tegangan pada rangkaian penbagi tegangan dua resistor. Sebagaimana sifat khusus dari rangkaian seri adalah arus yang melalui kedua resistor adalah sama besar seperti yang dinyatakan pada persamaan di bawah. Sedangkan besarnya tegangan keluaran pada resistor tergantung dari besarnya nilai resistor dan resistor,dengan memperhatikan Gambar.5 dapat dihitung besarnya tegangan keluarannya. Gambar.5. angkaian Pembagi Tegangan Dua esistor tanpa Beban Pada saat tanpa beban maka I =0 I +I +I =0 I +I =0 I = I = I (.38) = I karena I = I = I t maka I t = in / t = in (.39) t = in = in (.40) Untuk pembagi tegangan berbeban seperti Gambar.53, dapat diuraikan sebagai berikut : BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

16 44 Gambar.53 Pembagi Tegangan dengan Beban Beban paralel dengan, maka keduanya diganti dengan p p = p = in p maka tegangan keluarannya (.4) Implementasi pembagi tegangan dengan menggunakan potensiometer seperti Gambar.54. Pada Gambar.55 merupakan gambar grafik hubungan / dengan U out /U in dengan beban bervariasi. Gambar.54 Pembagi Tegangan dengan Potensiometer Gambar.55 Grafik Pembebanan Potensiometer Pada grafik di Gambar.55 terlihat grafik lurus dengan naik proporsional untuk beban kosong (saklat terbuka). Sedang saat beban = terlihat BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

17 45 kenaikan perubahan tidak linier lagi (agak melengkung), sementara saat = 0, lengkungan grafik sangat besar. Ini memperlihatkan ketidak linieraan tegangan keluar saat dibebani. Implementasi Pengaturan Sumber Tegangan Sebuah rangkaian pengaturan tegangan dengan spesifikasi sebagai berikut: Optimasi rangkaian pembagi tegangan dengan rentang tidak melebihi antara -5 dan +5 Kebutuhan arus yang mengalir ke beban dapat diabaikan Digunakan untuk rangkaian dengan konsumsi daya kecil Analisa/gambaran kebutuhan spesifikasi komponen yang tersedia: Nilai resistansi potensiometer yang tersedia adalah 0k, 0k, dan 50k. esistor standar yang tersedia 0 dan M dengan nilai toleransi %. Sumber tegangan (power supply) yang tersedia - dan + dengan arus maksimum 00mA. Identifikasi Masalah Gambaran situasi dan asumsi rangkaian, Gambar.56 memperlihatkan diagram blok pengaturan sumber tegangan yang terhubung ke rangkaian beban. Karena sumber tegangan yang tersedia hanya bisa mengeluarkan tegangan keluaran sebesar ± dan untuk mendapatkan pengaturan tegangan ±5 atau -5 +5, untuk itu diperlukan buah resistor dan buah potensiometer. Agar didapat kurva linier terhadap perubahan pengaturan potensiometer (k) maka nilai resistansi beban diasumsikan besar terhadap nilai resistansi resistor pembagi tegangannya, dengan demikian arus yang mengalir ke beban dapat diabaikan i 0. Tujuan utamanya adalah: bahwa rangkaian diharapkan dapat menyediakan rentang pengaturan tegangan keluaran maksimum sebesar harus dapat direalisasi dengan keterbatasan komponen yang tersedia. Metode Penyelesaian Masalah : Potensiometer harus dapat menyediakan dan mengatur secara optimal tegangan keluaran Kedua power supply harus menyediakan tegangan yang dapat diatur dari nilai positif dan negatif 5. BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

18 46 Terminal potensiometer tidak dihubungkan langsung ke terminal power supply karena tegangan keluaran minimum power supply sebesar ±. Gambar.56. angkaian Sumber Tegangan dan Jaringan Beban Dengan pendekatan teorema superposisi nilai resistor, dan potensiometer dapat ditentukan. Gambar.57. angkaian Dua Sumber Tegangan (superposisi) Gambar.58 Model Pengganti angkaian Pengaturan Tegangan dengan Potensiometer. Dengan mengobservasi rangkaian yang diperlihatkan Gambar.57 dan model rangkaian pengganti pengaturan tegangan Gambar.58, dengan demikian dimensi untuk nilai-nilai komponen, dan dapat ditentukan sesuai dengan tuntutan spesifikasi, yaitu rentang pengaturan dibatasi antara nilai v sebesar - 5 ke 5 dengan arus beban tidak melebihi 00mA. Untuk memudahkan analisa perhitungan, maka diasumsikan nilai-nilai resistansi = =x, dengan demikian Gambar.58(b) didapatkan rangkaian pengganti seperti yang diperlihatkan Gambar.0. Sehingga loop sebelah kanan didapatkan persamaan tegangan seperti berikut: - k I I X I a k. I a a X a BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

19 47 sehingga didapatkan persamaan arus, 4 I a (.4). X dimana, x adalah resistansi penurun tegangan dan adalah besarnya resistansi potensiometer Berikut, dimensi persamaan tegangan untuk loop sebelah kiri, a - X k..i Subsitusi dari nilai arus Ia, sehingga didapatkan persamaan; 4 x k. -. X Gambar.59. angkaian Pengganti = = x. Bila faktor pengaturan potensiometer k = 0 dan diminta nilai tegangan = 5, sehingga didapatkan persamaan tegangan v seperti berikut; X X -. maka nilai x ditentukan oleh persamaan X 0,7 X X Bila resistansi potensiometer dipilih sebesar = 0k, maka nilai X adalah: X 0,7 0,7 0kΩ 4kΩ Untuk membuktikan bahwa besarnya tegangan keluaran = -5, yaitu dapat dengan mengasumsikan nilai k =, sehingga didapatkan nilai pembuktian seperti berikut: BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

20 4 -. 4kΩ - 8kΩ X X BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG k. 0kΩ 4 0kΩ - 5 Terpenuhi spesifikasi yang diminta sebesar - 5 ke 5 Disipasi daya yang diserap oleh ketiga resistor adalah; P(watt) Ia. 4 4 P mw 4kΩ 0kΩ I I a a 0,5mA X kΩ 0kΩ X X Terpenuhi karena sumber arus yang tersedia 00mA jauh lebih besar daripada kebutuhan arus total 0,5mA. Untuk mereduksi kebutuhan daya yang besar, maka resistansi potensiometer dipilih dengan nilai yang lebih besar. Dan jika diganti dengan nilai = 50k, maka nilai X adalah: X sehingga, 0,7 0,7 50kΩ 35kΩ 35kΩ 50kΩ kΩ 35kΩ kΩ Terpenuhi spesifikasi yang diminta; Disipasi daya yang diserap oleh ketiga resistor adalah; P(watt) Ia. 4 P 5mW 50kΩ 70kΩ X 4 X 48

21 49 Bila nilai resistansi potensiometer semakin besar maka disipasi daya yang diserap oleh resistor dan X semakin bertambah kecil, demikian juga dengan nilai arus Ia. I I a a ,mA 35kΩ 50kΩ X Dimensi dari pemilihan nilai resistansi dari potensiometer terbukti telah memenuhi kriteria tuntutan persyaratan spesifikasi yang diminta, karena sumber arus yang tersedia masih relatif cukup besar dari arus kebutuhan. Pembagi Tegangan Potensiometer Pada saat posisi pengaturan potensiometer berada pada titik 0, sehingga nilai k. = 0, dengan demikian tegangan = 0. Pada kondisi ini berlaku persamaan: S = ( k). (.43) Pada saat posisi pengaturan potensiometer berada pada titik, sehingga nilai (.k). = 0, dengan demikian tegangan =. Pada kondisi ini berlaku persamaan: P k. k. (.44) Pada saat posisi potensiometer berada diantara nilai 0 dan, maka berlaku persamaan pembagi tegangan: atau P. P S P P S P (.45).k. k..k. k. k. P. k. P S k. P.k. k. k. S BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

22 . k. k. k..k. k.. k. k.. k.. k.. k.. k.. k.... k k. k.. k k. atau. k k Dimensi 50. (.46). k k Untuk mendapatkan inieritas >> dengan I q = 5 sampai 0.I (dipilih), sehingga berlaku 5...0I Pada saat kondisi pengaturan ( / l ) potensiometer dilewati arus maksimum, pada kondisi ini dapat mengakibatkan potensiometer terbakar, karena kelebihan arus/daya. Untuk itu persyaratan pengaturan pembangi tegangan dengan menggunakan resistor atau potensiometer selain faktor linieritas kurva, yang perlu diperhatikan juga kemampuan daya daya maksimum potensimeter tersebut. Pembagi Arus Dalam sebuah rangkaian parallel tahanan-tahanan, tegangan totalnya akan sama pada masing-masing tahanan, sementara jumlah arus masing-masing tahanan akan sama dengan arus totalnya. Gambar.60 Pembagi Arus BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

23 5 = = 3 = S (.47) I = I = I 3 = I t (.48) Ini dikenal dengan hukum Kirchoff arus. Besarnya arus pada masingmasing cabang tergantung pada besarnya tahanan pada cabang yang bersangkutan. I S I I S S 3 Pengukuran Arus dan Perluasan Batas Ukur Pengukur arus harus memiliki tahanan dalam yang kecil, sehingga alat ukur ini tidak membuat tegangan jatuh yang besar pada alat ukur ini. Gambar.6 Pengukuran Arus Pada alat ukur akan terjadi tegangan jatuh sebesar U A, sementara arus seharusnya sebesar U S /. Dalam rangkaian gambar diatas terlihat bahwa: U S I (.49) A A A (.50) I dimana = tahanan beban dan A = tahanan dalam amper meter BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

24 5 Maka untuk memperkecil kesalahan A harus sekecil mungkin sehingga tegangan jatuh di amper meter dapat diabaikan. Bila sebuah amper meter berkemampuan mengukur arus ma, sementara arus yang akan diukur sebesar A, maka batus ukur amper meter dapat diperluas (dinaikkan). Sisa arus yang tidak mampu dilewatkan oleh amper meter di lewatkan ke sebuah tahanan paralel (sh). Sehingga pada kasus diatas dapat diselesaikan sebagai berikut: I sh = I - I A (.5) sh = U A / I sh (.5) Gambar.6 Perluasan Batas Ukur Ampermeter Pengukuran Tegangan dan Perluasan Batas Ukur Pengukur tegangan harus memiliki tahanan dalam yang besar, sehingga alat ukur ini tidak menarik arus yang besar, yang dapat mengakibatkan kesalahan pengukuran. Gambar.63 Pengukuran Tegangan BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

25 53 Tegangan pada seharusnya sama dengan tegangan pada S, semestinya arus I harus sama dengan arus pada tahanan I. Dengan adanya pemasangan volt meter maka ada arus yang harus mengalir ke dalam volt meter, sehingga I I. Untuk mengatasi kesalahan ini maka tahanan dalam oltmeter harus dibuat setinggi mungkin sehingga arus yang ditarik sekecil mungkin. Gambar.64 Perluasan Batas Ukur oltmeter Sebuah oltmeter mempunyai batas ukur 0 jika diinginkan untuk dapat mengukur hingga 00 maka ditambahkan tahanan seri s dengan oltmeter tersebut. s = - (.53) s = S / I v (.54) dimana adalah tegangan yang diinginkan untuk dapat diukur. Contoh: Sebuah ampermeter dengan Batas Ukur (BU) = ma diinginkan dapat mengukur arus A, berapa besar sh jika tegangan jatuh pada ampermeter 0, Jawab : I sh = A ma = 999mA sh = 0, / 999mA = 0, Contoh : Sebuah voltmeter berkemampuan mengukur 0 diinginkan untuk dapat mengukur 00, berapa besar s jika arus voltmeternya 0,mA? Jawab : s = (00-0) / 0,mA = 900k Metode Pengukuran Arus dan Tegangan Pengukuran tahanan selain dilakukan dengan menggunakan ohm meter, dapat juga dilakukan dengan methode oltmeter Ampermeter ( Metode pengukuran arus dan tegangan ). Metode ini cukup populer karena instrumen-instrumen ini tersedia di laboratorium. Jika tegangan antara ujung-ujung tahanan dan arus I melalui tahanan tersebut diukur, tahanan x dapat dihitung berdasarkan hukum ohm. BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

26 54 X (.55) I Dalam persamaan di atas berarti tahanan ampermeter adalah nol dan tahanan voltmeter tak terhingga, sehingga rangkaian tidak terganggu. Pada Gambar.65 arus sebenarnya di salurkan ke beban diukur oleh ampermeter, tetapi voltmeter lebih tepat mengukur tegangan sumber dari pada tegangan beban nyata ( aktual ). (a) Ampere meter dipasang setelah oltmeter (b) oltmeter dipasang setelah Ampere meter Gambar.65. Efek penempatan voltmeter dan ampermeter dalam pengukuranpengukuran voltmeter-ampermeter Untuk mendapatkan tegangan yang sebenarnya pada beban, penerimaan tegangan di dalam ampermeter harus di kurangkan dari penunjukan voltmeter. Jika voltmeter dihubungkan langsung di antara ujung-ujung tahanan seperti dalam gambar (b), dia mengukur tegangan beban yang sebenarnya, tetapi ampermeter menghasilkan kesalahan ( error ) sebesar arus melalui voltmeter. Dalam kedua cara pengukuran x ini kesalahan tetap dihasilkan. Cara yang betul untuk menghubungkan voltmeter bergantung pada nilai x beserta tahanan voltmeter dan ampermeter. Umumnya tahanan ampermeter adalah redah sedang tahanan voltmeter adalah tinggi. Dalam Gambar.65 (a) ampermeter membaca arus beban (I x ) yang sebenarnya, dan voltmeter mengukur tegangan sumber ( i ). Jika x besar dibandingkan terhadap tahanan dalam ampermeter, kesalahan yang diakibatkan oleh penurunan tegangan di dalam ampermeter dapat diabaikan dan i sangat mendekati tegangan beban yang sebenarnya ( x ). Dengan demikian rangkaian Gambar.65 (a) adalah yang paling BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG

27 55 baik untuk pengukuran nilai-nilai tahanan yang tinggi (high resistance values). Dalam Gambar.65 (b) voltmeter membaca tegangan beban yang sebenarnya ( x ) dan ampermeter membaca arus sumber (I i ). Jika x kecil dibandingkan terhadap tahanan dalam voltmeter, arus yang dialirkan ke voltmeter tidak begitu mempengaruhi arus sumber dan I i sangat mendekati arus beban sebenarnya (I x ). Berarti rangkaian Gambar.65 (b) paling baik untuk pengukuran nilai-nilai tahanan rendah (low-resistance values). Pengukuran Tahanan x Untuk mengetahui apakah tahanan x yang diukur bernilai tinggi atau rendah dengan tepat, ikuti cara -cara dibawah ini di tunjukkan Gambar.66. a) Hubungkan voltmeter terhadap x dengan sakelar pada posisi dan amati pembacaan ampermeter. b) Pindahkan sakelar ke posisi. Jika pembacaan ampermeter tidak berubah, kembalikan sakelar ke posisi. Gejala ini menunjukkan pengukuran tahanan rendah. Catat pembacaan arus dan tegangan dan hitung x menurut persamaan di atas. c) Jika pembacaan ampermeter berkurang sewaktu memindahkan sakelar dari posisi ke posisi, biarkan voltmeter pada posisi. Gejala ini menunjukkan penngukuran tahanan tinggi. Catat arus dan tegangan dan hitung x menurut persamaan di atas. Pengukuran tegangan didalam rangkaian elektronik umumnya dilakukan dengan voltmeter rangkuman ganda atau multimeter, dengan sensitivitas antara 0 K/ sampai 50 K/. Dalam pengukuran daya dimana arus umumnya besar, sensitivitas voltmeter bisa serendah 00 /. Gambar.66. Efek posisi oltmeter dalam pengukuran cara arus dan tegangan Tahanan ampermeter tergantung pada perencanaan kumparan dan umumnya lebih besar bagi arus skala penuh yang rendah. BUKU TEKNIK EEKTONIKA TEBITAN PPPPTK/EDC MAANG