Cara-cara penunjukkan dan gerakan jarum1. Cara-cara penunjukkan alat2 ukurBermacam cara penunjukkan terhadap harga2 atau nilai2 yg diukur dg alat2 pengukur listrikCara-cara itu antara lain :a. Penunjukkan dg memakai jarum penunjuk, di mana untuk alat yg menggunakan sistem ini dapat disebut sbg alat jarum atau dimasukkan dalam gol alat jarumb. Penunjukkan dg memakai sinar cahaya, di mana untuk alat yg memakai sistem ini dapat dimasukkan ke dalam gol alat cermin (biasanya pd alat gol ini dipergunakan sebuah cermin)c. Penunjukkan dg menggunakan pencatat atau penghitung, di mana alat2 ukur yg menggunakan penunjukkan ini tergolong alat hitungd. Penunjukkan dg memakai lidah2, shg alatnya digolongkan dalam jenis alat lidah

a. Alat jarumJarum penunjuk bergerak di atas plat penunjuk yg disebut skalaSkala dilengkapi garis2 skala yg membagi skala tsb dlm beberapa bagian kecilAngka nol ditulis di sebelah kiri (pinggir kiri) atau di tengah2 atau di sebelah kanan (pinggir kanan)Untuk angka nol yg terletak di tengah2, selain menunjukkan harga / nilai yg diukur juga dpt menunjukkan / memperlihatkan arah dari arus listrik yg melewatinyaJarum penunjuk dpt menyimpang penuh, dg sudut pembelokkan hingga 60Untuk beberapa jenis alat ukur, jarum dpt berputar bebas, shg sudut pembelokkan dibuat 90, 180, bahkan ada yg sampai 360

Dg jarum penunjuk ini, kadang2 orang dpt salah pembacaannya, karena yg dibaca harga yg terletak di sebelah kiri atau di sebelah kanan dari garis yg sebenarnya (pembacaan seharusnya tegak lurus pada ujung jarum)Kesalahan yg demikian disebut parallaksUntuk menghindari parallaks, jarum penunjuk dibuat berupa garis tipis (runcing dan kecil sekali) pada bagian ujungnya, dg sayap di belakangnya atau dg memasang cermin kecil di bawah runcingan jarumJarum dibuat sangat ringan, agar dapat bergerak walaupun dg tenaga listrik yg kecil sekaliBiasanya dibuat dari bahan alluminium

Pembagian skala pada alat ukur listrik, yang pokok ada 2 (dua) macam :a.Pembagian skala rata atau linier, di mana garis2 skalanya terletak sama jauhnya, shg pembacaannya mudah dan agak cermat, lihat gambar 8ab.Pembagian skala kwadratis, di mana jarak garis2 skala tak sama rata, sedang pada bagian penghabisan garis2 skala terletak agak terjepit satu sama lain, lihat gambar 8b

Gambar 8Skala kwadratis diperoleh karena daya simpang yg menggerakkan jarum sebanding dg kwadrat dari aliran yg diukurArtinya, kalau aliran 2 kali lebih besar, maka penyimpangan menjadi 4 kali lebih besar, dstSelain 2 (dua) macam skala pokok tsb, dalam praktek masih akan ditemui bentuk skala yg lain, yaitu bentuk skala yg diperoleh dari hasil percobaan atau peneraan yg lazim dinamakan skala terkalibrasi atau skala peneraan

b. Alat cerminPemakaian jarum penunjuk hanya bisa dibuat paling panjang 10 CmDengan memakai sinar cahaya sebagai ganti jarum penunjuk, ia bisa diperpanjang menjadi 15 atau 20 kali lebih panjang lagi, lihat gb berikut

Prinsip kerja dari penunjukkan memakai sinar cahaya sbb :Pada poros alat ukur biasanya dipasang jarum penunjuk, dilengkapi dg cermin kecil yg dapat bergerak atau berputar bilamana alat itu dialiri arus listrikSinar yg dikumpulkan lensa (B) di depan lampu (A) akan dipantulkan oleh cermin (C) sinar pantulan (E) akan jatuh menunjuk pada skala (F)Sinar yg dikumpulkan lensa (B) dan jatuh pada cermin (B) tidak lain adalah sinar datang (D) dari lensa ke cerminSedang bayangan dari sinar pergi (E) yg diterima skala (F) akan terlihat dg terang bulat, yg di sekelilingnya remang2 dan yg dibaca adalah angka (atau garis skala) yg tepat terkena bayangan garis tegak, perhatikan gambar sudut pada gambar di atas

c. Alat hitungPenunjukkan yg memakai alat pencatat atau alat penghitung, terdapat pada alat2 ukur yg mengukur sesuatu jumlah, misal jumlah kerja dari arus listrikAlat tsb dilengkapi dg beberapa angka yg ditaruhkan berdekatan satu sama lain, shg merupakan suatu bilanganKarena masing2 angka berputar menurut cara2 tertentu, bilangan tsb menjadi makin lama makin besar sesuai dg jumlah kerja yang ditunjukkannyaAlat ukur yg memakai alat hitung sering juga dinamakan penghitung listrik

d. Alat lidahAlat2 ukur untuk menghitung besarnya frekuensi dari aliran tukar tidak punya jarum penunjuk, tetapi dilengkapi dg beberapa pita logam atau lidah, yg dapat digetarkan oleh arus listrikUjung2 dari lidah itu dicat putih, shg orang bisa melihat lidah mana yang sedang bergetar dan lidah mana yg tidak bergetar.Angka yg tertulis di dekat (di atas atau di bawahnya) lidah yg sedang bergetar itu menunjukkan besarnya frekuensi dari arus tukar yg melalui alat tsb.Penunjukkan harga dg memakai lidah2 hanya dipakai pada frekuensi meter

Gerakan jarum dari alat2 ukurGerakan dari jarum penunjuk dari alat2 ukur listrik menggunakan cara2 yg bermacam-macam, di antaranya adalah sbb :

Gerakan merembet, gerakan periodis atau gerakan aperiodisGerakan dg dilengkapi oleh rem hawaGerakan dg perlengkapan rem aliran pusarGerakan ballistis

a. Gerakan merembet, gerakan periodis atau gerakan aperiodisDari dasar2 kerja yg ada pada alat2 pengukur, ternyata gerakan jarum penunjuk itu terpengaruh oleh besarnya arus yg mengalir atau induksi ataupun daya tarik pegasOleh sebab itu, gerakan simpangan sangat dirintangi oleh arus induksi, shg jarum penunjuk memperlihatkan gerakan yg agak lamban Pada suatu ketika, penahan luar bisa mempunyai harga yg sedemikian kecil dan aliran induksi bisa mencapai harga yg sedemikian besar, shg harus memperlihatkan gerakan merembet

Sebaliknya, jika penahan luarnya mempunyai harga yg besar, aliran induksi menjadi kecil dan jarum penunjuk bergerak agak cepatSehingga jarum penunjuk akan bergoyang beberapa kali, kian kemari, sebelum berhenti pada harga yg hendak ditunjukkannyaMakin besar penahan luar, makin cepat gerakan simpangan itu dan makin lama waktu yg dipakai oleh jarum untuk bergoyang sebelum berhentiGerakan semacam ini dinamakan gerakan periodisBaik gerakan merembet maupun gerakan periodis tak disukai orang, karena menjemukan penglihatan, memakan waktu dan memperlambat pekerjaanOrang menginginkan suatu gerakan yg cukup cepat, tetapi tak disertai dg goyangan di atas harga yg hendak ditunjuknya, artinya jarum penujuk harus segera berhenti pada harga tersebutGerakan yg demikian ini dinamakan gerakan aperiodis

Ketiga macam gerakan tsb di atas secara grafis dapat digambarkan seperti gambar 10, di mana grafik (a) menyatakan grafik untuk gerakan periodis, grafik (b) memberikan grafik dari gerakan merembet sedangkan grafik (c ) menggambarkan grafik untuk gerakan aperiodis (atau mendekati aperiodis)

Gambar 10

Untuk memperoleh gerakan jarum yg aperiodis (atau mendekati aperiodis), gerakan periodis itu harus diperlambat dg memakai suatu penghambat yg dapat berupa sebuah remhawa ataupun sebuah rem aliran pusar

b. Rem hawaPenghambat gerakan jarum dg rem hawa ini secara sederhana dapat digambarkan spt pada gambar 11

Jarum penunjuk D dilengkapi dg tangkai dan penghisap P, di mana penghisap itu berada di dalam silinder S yg ditutup rapat2 pada satu ujungnya

Kalau jarum D menyimpang ke kanan, P bergerak ke kiri (dlm silinder), shg menekan udara di dalamnyaHawa tsb hanya bisa keluar melalui celah2 kecil di antara penghisap P dg dinding silinder

Oleh sebab itu, tekana udara di dalam silinder akan memperlambat gerakan jarum

Kalau jarum bergerak kembali, penghisap akan tertarik kembali ke kanan dan ruangan silinder diisi udara kembali secara perlahan-lahan melalui celah yg kecil antara penghisap dan dinding silinder tsb

Sehingga gerakan jarum yg kembali ke kedudukan semula itu juga mengalami perlambatan oleh rem hawa

Dengan cara demikian, diperoleh gerakan jarum yang aperiodis

c. Rem aliran pusarDengan memanfaatkan arus pusar (eddy current) yg timbul pada lempengan logam pejal, diperoleh cara penghambatan jarum dengan rem aliran pusar yg gambar bagan sederhananya diperlihatkan pada gambar 12

Jarum penunjuk D yg disambung pada porosnya dg sayap S yg diletakkan di antara kutub2 dari magnet permanen / tetap MKalau jarum D bergerak ke kanan atau ke kiri, sayap akan bergerak pula dan memotong garis2 gaya dari medan magnet yg dikeluarkan oleh magnet MOleh sebab itu terbangkitlah di dalam sayap S aliran pusar (arus pusar = eddy current), yg selalu menentang gerakan jarum, shg gerakan ini terjadi secara aperiodis

d. Gerakan ballistisUntuk suatu pengukuran harga yg adanya hanya selama waktu yg sangat pendek, umpamanya : arus induksi di dalam kumparan induksi, arus pengisi atau arus pengosong dari sebuah kondensator (atau kapasitor), maka diperlukan suatu gerakan jarum yg cukup lambat, guna mengikuti saat yg sedemikian cepatnya itu (hanya beberapa milli-detik)Jika dipakai alat ukur biasa, jarum penunjuk akan bergerak cepat dan kembali kepada angka nol lagi sebelum orang sempat membaca angka penunjukkannyaKarenanya, haruslah tenaga simpang yg hanya bekerja selama beberapa milli-detik itu dapat disimpan.Penyimpanan ini dilakukan berupa tenaga gerak, kemudian dilepaskan secara perlahan-lahanGuna mencapai maksud itu, jarum penunjuk dilengkapi dg sebuah bandulan, yg bekerja sbb :

Kalau arus induksi mengalir, ia akan menimbulkan tenaga simpang yg memberikan pukulan keras, tetapi sangat pendek (waktunya) pada gul putar, shg gul beserta jarum penunjuk sgr meninggalkan keadaan istirahatnyaBandulan pada poros jarum penunjuk ikut bergerak, shg memperoleh tenaga gerak.Karena beratnya bandulan, maka ia akan tak mudah berhenti atau diberhentikanOleh sebab itu, jarum penunjuk dan bandulan tadi juga tak akan berhenti, meskipun arus induksi telah menjadi nol kembali Jarum penunjuk akan menyimpang terus, makin lama makin lambat sampai tenaga gerak yg tersimpan di dalam bandulan habis terpakaiSelanjutnya, jarum penunjuk kembali berhenti pada suatu harga yg tertentu dan sesaat kemudian ia bergerak kembali menuju angka nolPenyimpangan maksimum ini merupakan harga yg harus dibaca dan gerakan jarum yang demikian caranya dinamakan gerakan ballistis serta bandulan yg dipakai biasa disebut sebagai bandul ballistis Alat pengukur listrik yg memakai sistem ini dikenal sbg galvanometer ballistis atau kadang2 disebut sbg meter bandul