Metoda V-a Dan Ohmmeter.docx

RINGKASAN MATERI

INSTRUMEN ELEKTRONIK DAN PENGUKURAN METER DAN JEMBATAN ARUS SEARAH METODA VOLTMETER-AMMETER DAN OHMMETER

OLEH NAMA

:

REGINA SURYANI

NIM/TM

:

17033149/2017

PRODI

:

PENDIDIKAN FISIKA

DOSEN

:

Drs.HUFRI M.Si

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2. Metoda Volmeter-Ammeter

(a)

(b)

Suatu cara populer untuk pengukuran tahanan menggukana metoda voltmeterammeter,karena intrumen-instrumen ini biasanya tersedia dilaboratorium. Jika tegangan V antara ujung-ujung-ujung tahanan dan arus I melalui tahanan trsebu diukur, tahanan R x yang tidak diketahui dapat ditentukan berdasarkan hukum ohm : R x=

V I

Persamaan datas berarti bahwa tahanan amperemeter adalah nol dan tahanan voltmeter tak terhingga, sehingga kondisi rangkaian tidak terganggu. Dalam gambar arus sebenarnya yg disalurkan kebeban di ukur oleh ampermeter,tetapi voltmeter lebih teoat mengukur tegangna sumber dari pada tegangan beban nyata.Untuk mendapatkan tegangan yang sebenarnya pada beban, penurunan tegangan di dalam ampermeter harus dikurangkan dari penurunan voltmeter. Jika voltmeter dihubungkan langsung diantara ujung-unjung tahanan, di mengukur tegangna beban yang sebenarnya, tetapi ampermeter menghasilkan keslahan sebesar arus melali voltmeter. Dalam kedua cara Rx pengukuran beserta tahanan voltmeter dan ampermeter. Umumnya tahanan ampermeter adalah rendah sedang tahanan voltmeter adalah tinggi. Ampermeter membaca arus beban I x yang sebenarnya, dan voltmeter mengukur tegangan sumber ( V t ). Jika R x besar dibandingkan terhadap tahana dalam ampermeter, kesalahan yang diakibatkan oleh penurunan tegangan di dalam ampermeter dapat diabaikan V V ¿ dan ) sangat mendekati tegangan beban yang sebenarnya ¿ ). Dengan demikian ¿ ¿ ¿ ¿ rangkaian pada gambar a adalah yang paling baik untuk pengukuran nilai-nilai tahanan yang tinggi.

Dalam gambar b voltmeter membaca tegangan beban yang sebenarnya

V ¿ ) dan ¿ ¿

I ¿ ampermeter membaca arus sumber ). Jika R x dibandingkan terhadap tahanan dalam ¿ ¿ voltmeter, arus yang dialirkan ke voltmeter tidak begitu mempengaruhi arus sumber dan I t sangat mendekati arus beban sebenarnya ( I x ). Berarti rangakian gambar b paling baik untuk pengukuran nilai-nilai tahanan rendah. Selanjutnya dengan memberikan sebuah tahanan R x yang besarnya tidak ketahui, bagaimana cara mengetahui jika voltmeter teklah dihubungkan dengan tepat ? Perhatikan rangkaian dalam mana voltmeter dan ampermeter dapat dihuubungkan dalam dua cara pembacaan yang bersamaan. Prosedurnya dalah sebagai berikut: a. Hubungkan voltmeter terhadap pembacaan ampermeter.

Rx

dengan sekitar pada posisi 1 dan amati

b. Pindahkan sakelar ke posisi 2. Jika pembacaan ampermeter tidak berubah, kembalikan sakelar ke posisi 1. Gejala ini menunjukakan pengukuran tahanan rendah. Catat pembacaan arus dan tegangan dan R x c. Jika pembacaan ampermeter berkurang sewaktu memindahkan sakelar dari posisi 1ke 2, biarkan voltmeter pada posisi 2. Gejala ini menunjukkan tahanan tinggi. Catat arus dan tegangan dan hitung R x Pengukuran tegangan di dalam rangkaian elektronik umumnya dilakukuan dengan voltmeter rangkuman ganda atau multimeter, dengan sensitivitas antar 20 kΩ/V sampai 50 kΩ/V. Dalam pengukiran daya dimana arus umumnya besar, sensitivitas voltmeter bisa serendah 100 Ω/V. Tahanan ampermeter bergantung pada perencanaa kumaparan.

3. Ohmmeter Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor. Ohm meter juga merupakan instrument elektronika yang berfungsi untuk mengetahui nilai resistansi suatu beban elektronika atau komponen elektronika. Ohm meter digunakan untuk mengukur resistansi komponen atau rangkaian. Ohm meter juga dapat dipergunakan untuk mengetes saklar, kabel dan sekering untuk mengetahui apakah terputus serta rangkaian terbuka. Sedangakan pada umumnya ohm meter digunakan untuk mengukur nilai resistansi suatu resistor. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini menggunakan galvanometer

untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan kesatuan ohm.

Tipe- tipe ohmmeter a. Ohmmeter tipe seri

Ohmmeter tipe seri sesungguhnya mengandung sebuah gerak d’Arsonval yang dihubungkan seri dengan sebuah tahanan dan batere ke sepasang termal untuk terhubung ke tahanan yang tidak diketahui, da indikasi alat ukur sebanding dengan nilai yang tidak diketahui, dengan syarat bahwa masalah kalibrasi diperhitungkan.

Bila R x = 0 (terminal A dan B dihubungsingkatkan) arus paling besar mengalir di dalm rangkaian. Dalam keadaan ini, tahanan shunt R2 diatur sampai jarum menunjukkan skala penuh ( I dp ). Posisi skala penuh ini ditandai dengan “0 Ω”. Dengan cara sama, bila R x = ∞ (termal A dan B terbuka), arus di dalam rangkaian berobah ke nol yang ditandai oleh “ ∞ ” pada skla. Tanda skala di antara kedua ini dapat ditentukan dengan menghubungkan beberapa R x yang berbeda dengan nilai yang telah diketahui. Ketelitian tanda-tanda skala ini tergantung pada pengulangan ketelitian alat ukur dan toleransi tahanan kalibrasi. Besaran yang menyenangkan dalam perencanaan sebuah ohmmeter tipe seri adalah nila R x yang membuat defeksi setengah skala. Pada posisi ini, tahanan antara terminal A dan B didefinisikan sebagai tahanan pada posisi setengah Rh . Dengan mengetahui arus skala penuh I dp dan tahanantahanan gerakan Rm , tegangan batere E dan nilai Rh yang diinginkan, rangkai dapat dianalisis; yakni R1 dan R2 dapat diperoleh. Disain dapat didekati dengan menginat bahwa, jika Rh menyatakan arus I dp , tahanan yang tidak diketahui harus sama dengan tahanan dalam 1/2 total ohmmeter. Berarti

Rh =

R1 +

R2 Rm R 2+ R m

(I)

Kemudian tahanan total yang dihadirkan ke betere adalag 2 Rh , dan arus betere yang diperlukan untuk memberikan defleksi setengah skalah adalah E Ih = (II) 2Rh Untuk menghasilkan defleksi skala penuh arus betere harus didobel,dan berarti E It = 2 I h = (III) Rh R2 adalah I 2 = I t - I dp (IV) Tegangan pada jarak shunt sama dengan tegangan pada jarak gerakan da Esh = Em atau I 2 R2=I dp R m dan I dp R m R2 = (V) I2 Substitusikan persamaan IV kedalam persamaan V memberikan I dp R m I dp R m R h R2 = = (VI) I 2−I t E−I 2 Rm Selesaikan persamaan I untuk memperoleh R1 menghasilkan R2 R m R1 = Rh (VII) R 2+ R m Substitusikan persamaan VI ke persamaa VII dan selesakan untuk R1 R 2 Rm Rh R1 = Rh E Arus Shunt melalui

b. Ohmmeter tipe shunt

Alat ini terdiri dari sebuat dari sebuah batere yag dihubungkan ke termaltermal A dan B. Di dalam rangkaian ini diperlukan sebuah sakelar menghidupkan-mematiakan (off-on switch) untuk memutuskan hubngan batere ke rangkaian bila instrumen tidak digunakan. Bila tahanan yang tidak diketahui R x = 0 Ω ( A dan B terhubung singkat), arus melalui “ gerakan “ adalah nol. Jika R x = ∞ (A dan B terbuka) arus hanya mengalir ke

“gerakan”, dan melalui pengaturan R1 jarum dapat dibuat membaca dan “tak terhingga” disebelah kanan skala (defleksi paling besar). ohmmeter tipe seri sesungguhnya mengandung sebuah gerakan d’Arsonval yang dihubungkan seri dengan tahanan dan batere ke sepasang terminal untuk hubungan ke tahanan yang tidak diketahui. Berarti arus melalui alat ukur bergantung pada tahanan yang diketahui, dan indikasi alat ukur sebanding dengan nilai yang tidak diketahui, dengan syarat bahwa masalah kalibrasi diperhitungkan. Ohmmeter tipe shunt terutama sesuai dengan pengukuran tahanan-tahanan rendah. Dia tidak lazim digunakan, tetapi diemukan di laboratosium khusu untuk pengukuran tahanan rendah. Analisa ohmmeter tipe shunt serupa dengan ohmmeter tipe seri. Dalam gambar jika R x = ∞ , arus skala penuh adalah: E I dp = (I) R 1+ R m Dimana : E = tahanan batere R1 = tahanan pembatas arus Rm = tahanan gerakan dari “ gerakan” Selesaikan untuk R1 menghasilkan E R1 = Rm (II) I dp Untuk setiap nilai R x yang dihubungkan ke termal- termal, arus melalui alat ukur berkuran dan diberikan oleh : E Rx Im =  atau R1 + [ Rm R x ( R m+ R x ) ] R m+ R x Im =

{ {

}

E Rx R1 R m + R x ( R 1 + Rm )

}

(III)

Arus melalui alat ukur pada setiap nilai skala penuh adalah : R x ( R1 + R m ) Im S= I = R 1 ( R m + R x ) + Rm R x dp

R x dibandingkan terhadap arus

(1V)

atau

Dengan definisi R1 R m = Rp (V) R 1+ R m Dan substitusi persamaan V ke persamaan IV diperoleh Rx S= (VI) Rx + Rp Jika persamaan V digunakan, alat ukur dapat dikalibrasi dengan menentukan S yang dinyatakan dalam R x dan R p . Pembacaan setengah skala ( I m = 0,5 I dp ) Persamaan II menjadi

0,5 I dp =

{

E Rx R1 R m + R x ( R1 + Rm )

}

Dimana Rh adalah tahanan luar yang menyebabkan defleksi setengah skala. Untuk menentukan nilai-nilai skala relatif pada nilai R1 yang diketahui, pembacaan setengah skala dapat diperoleh dengan membagi persamaan I oleh persamaan II dan diselesaikan untuk Rh . R1 R m Rh = (VII) R 1+ R m Analisa menunjukkan bahwa tahanan setengah skala ditentukan oleh tahanan batas R1 dan tahanan dalam gerakan dalam kumparan Rm . Tahanan batas R1 berturut-turut ditentukan oleh Rm dan arus defleksi penuh, I dp c. Skala ohmmeter Skala meter adalah paapn skala untuk pengukuran tahanan Perbandingan jarak skala ukur :  Perbandngan antar skala pada ohmmeter tidaklah sama  Jarak antar garis angka 0 ke 1 dan 1 ke 2 adalah bernilai 0,2  Jaran natar garis antara angka 2 ke 5 dan angka 5 ke 10 adlah bernila 0,5  Jarak antar angka 10 ke 20 adalah bernilai 1  Jarak antar angka 20 ke 30 bernilai 2  Jarak antar 50 ke 100 adalah bernilai 10  Jarak antar garis 100 ke 200 adalah bernilai 20  Jarak antar angka 100 ke 500 adalah 100  Nilai minimum pada sebelah kanan adalah nol (0) dan nilai maksimum pada sebeleh kiri adalah tak terhingga ( ∞ ).