bahan ajar- alat ukur & pengukuran besaran listrik

AKADEMI TEKNIK SOROAKOBAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK

F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 1 / 28

1. PendahuluanDalam teknik listrik arus bolak-balik maupun arus searah, kita telah mengenal beberapa besaran listrik seperti: arus listrik, tegangan, daya, dan sebagainya. Besaran-besaran ini tidak dapat ditanggapi secara langsung dengan panca indera kita. Untuk memungkinkan pelaksanaan pengukuran terhadap besaran listrik tersebut diatas, harus ditransformasikan dulu melalui suatu gejala fisis yang dapat memungkinkan pengamatan melalui panca indera kita, misalnya besaran kuat arus listrik dikonversikan melalui suatu gejala fisis ke dalam besaran mekanis. Perubahan tersebut dapat merupakan suatu putaran melalui suatu putaran tertentu. Besar sudut putar tersebut berhubungan langsung dengan besaran arus listrik yang akan kita amati, sehingga dengan demikian hasil pengukuran tadi yang berupa perputaran dan besaran sudut dikembalikan menjadi pengukuran terhadap besaran listrik yang diinginkan. Pada umumnya, alat-alat ukur besaran listrik lainnya juga bekerja berdasarkan prinsip perubahan besaran listrik langsung melalui suatu gejala fisis tertentu ke dalam suatu perputaran dimana putaran tersebut dihubungkan dengan jarum yang berputar pada skala tertentu. Alat-alat ukur dalam golongan ini berfungsi sebagai alat penunjuk. 2. Prinsip Kerja dan Dasar Alat Ukur

By Muhammad naim

1


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 2 / 28

Untuk memahami prinsip kerja dari semua alat ukur listrik, maka harus diketahui terlebih dahulu asas asas alat ukur itu serta dimana dan untuk apa alat ukur itu digunakan. Di dalam praktek alat ukur yang paling bamyak digunakan adalah alat ukur listrik yang bersasaskan pengaruh magnetis. Menurut dasarnya alat ukur yang sering dijumpai adalah berdasarkan asas sebagai berikut: a. Asas Magnetis Salah satu jenis alat ukur yang tertua adalah alat ukur yang menggunakan asas magnetis, dimana aliran listrik terhadap jarum magnet sangatlah berpengaruh. Jika jarum magnet yang menunjukkan arah utara dari bumi itu dipasangkan sepotong kawat penghantar yang dialiri arus listrik, maka medan elektromagnetis yang dibangkitkan oleh arus listrik itu akan mempengaruhi jarum magnet, sehingga akan menyimpang dari keadaan awalnya. Hal ini tergantung dari arah arus yang mengalir dalam kawat penghantar, akibatnya jarum dapat menyimpang ke kiri maupun ke kanan. Jika kawat penghantar berbentuk gulungan yang melingkari jarum magnet, maka pengaruh arus listrik dapat dibuat lebih kuat lagi. Aliran listrik yang kecil saja sudah dapat membuat jarum magnet menyimpang. Jika arus listrik diputuskan, maka medan elektromagnetisnya akan hilang dan jarum magnet kembali ke keadaan awal. Oleh By Muhammad naim 2


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 3 / 28

karena itu cara penempatan alat ukur dengan asas magnetis ini harus tertentu, yaitu pada keadaan istirahat jarum penunjuknya menunjukkan angka nol dari skala dan arah utara dari bumi. Pada umumnya alat ukur jenis ini sudah tidak digunakan lagi.

b. Asas Gulungan Putar (Moving Coil) Alat ukur yang menggunakan asas gulungan putar terdiri dari sebuah magnet yang tidak bergerak, dan sebuah gulungan kawat yang merupakan sastu bagian yang mudah bergerak dan dilalui oleh arus listrik yang hendak diukur.Gambar 1. Konstruksi sebuah Gulungan putar (moving coil), yang terdiri dari : 1.kumparan yang dapat berputar 2. inti berbentuk silinder 3. sepasang sepatu kutub magnet 4. rangka aluminium 5. celah udara 6. papan skala 7. jarum penunjuk

Gambar diatas menunjukkan konstruksi sebuah gulungan putar. Pada sepasang kutub magnet permanen akan timbul garis-garis gaya magnet atau fluks yang arahnya dari kutub utara magnet ke kutub selatan. Fluks magnet ini memotong kumparan. Jika kumparan dialiri arus, maka berdasarkan prinsip By Muhammad naim 3


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 4 / 28

elektromagnetik maka akan timbul suatu gaya yang akan menggerakkan kumparan tersebut dalam arah sedemikian rupa sehingga jarum penunjuk yang dihubungkan dengan poros kumparan akan bergerak menyimpang ke kiri atau ke kanan tergantung arah arus pada kumparan. Jika kumparan dilalui arus bolak-balik (AC), maka jarum penunjuk secara teoritis akan bergerak menyimpang ke kiri atau ke kanan dari angka nol. Karena frekuensi arus AC sebesar 50 Hz, maka jarum bergerak 50 kali ke kiri dan 50 kali ke kanan dalam waktu 1 detik. Dengan cepatnya perubahan gerakan ini menyebabkan jarum jadi tinggal diam di angka nol. Pada umumnya angka nol dari alat ukur jenis ini diletakkan di tengah-tengah atau di sebelah kiri.

c. Asas Elektrodinamis Jika magnet permanent yang digunakan pada bagian b diatas diganti dengan magnet sementara yang berupa kumparan, maka prinsip kerja ala ukur akan sama. Biasanya asas ini disebut asas elektrodinamis. Jadi terdapat 2 kumparan, yakni : a. Kumparan putar yang dipasangi jarum penunjuk, dan merupakan bagian yang mudah bergerak (rotor). b.Kumparan medan yang tidak dapat bergerak atau sebagai stator yang berfungsi membangkitkan fluks magnet. By Muhammad naim 4


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 5 / 28

Gambar

2

menunjukan

sebuah

alat

ukur

dengan

asas

elektrodinamis.Gambar 2. Prinsip elektrodinamis L= kumparan tetap P= kumparan berputar = sudut simpangan = fluks magnet

Kumparan medan L terdiri dari dua bagian gulungan yang tersambung seri dan terdiri dari kawat yang tebal. Sedangkan untuk kumparan putar P terbuat dari kawat tipis, karena kumparan ini harus berputar dan tidak boleh terlalu berat. Dengan memperhatikan gambar dua di atas, arah arus yang bertanda (-) adalah menuju pembaca, dan tanda (+) berarti menjauhi pembaca. Pada gambar di atas jarum penunjuk akan menyimpang ke kanan. Jika arah arus di balik, maka pembalikan ini terjadi bersama-sama di dalam kumparan medan dan kumparan putar. Oleh karena itu gaya tolak antara kumparam medan dan kumparan putar akan tetap sama seperti semula dan tetap menyimpang ke kanan. Alat ukur ini mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

By Muhammad naim

5

AKADEMI TEKNIK SOROAKOBAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK -

F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 6 / 28

Mudah terpengaruh medan magnet dari luar, karena tidak meempunyai magnet permanen. Untuk pembentukan medan magnet listrik pada kumparan tetap diperlukan arus yang besar. Mudah terpengaruh perubahan suhu yaitu dengan adanya arus yang mengalir pada kumparan. Karena sifat-sifat di atas, maka alat ukur ini dapat digunakan

untuk mengukur arus yang besar baik untuk arus searah maupun arus bolak-balik dan banyak digunakan pada pengukuran daya dan energi. d. Asas Elektromagnetis Gambar 3 menunjukkan sebuah alat ukur dengan

menggunakan asas elektromagnetis atau asas besi putar. Sebuah inti besi lunak B digantung melalui pegas P di atas kumparan medan L dan pada besi lunak ini terpasang jarum penunjuk yang dapat bergerak di sepanjang skala K. Jika kumparan L dialiri listrik, maka timbul medan magnet yang dapat menarik inti besi lunak B ke dalam kumparan. Besarnya gaya tarik ini tergantung dari besarnya aliran listrik pada kumparan, sedang arah gayanya tidak dipengaruhi oleh arah aliran. Besarnya momen listrik yang bekerja pada instrumen dengan asas elektromagnetis ini berubah menurut harga kuat arus, dan merupakan fungsi kuadratis, sehingga skala penunjuknya berbentuk kuadratis. By Muhammad naim 6


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 7 / 28

Gambar 3. Konstruksi alat ukur yangmenggunakan elektromagnetis. asas

Untuk penggunaan alat ukur dengan asas ini, hendaknya harus memperhatikan beberapa sifat, antara lain: e. Asas Induksi Salah satu contoh alat ukur yang bekerja dengan asas induksi adalah pengukurenergi listrik atau disebut kWh-meter. Alat ini dilengkapi dengan piringan berputar yang bekerja secara induksi. pemakaian daya cukup besar mudah dipengaruhi oleh medan magnet dari luar. adanya pengaruh histeresis untuk pengukuran kuat arus yang kecil diperlukan lilitan yang banyak, akibatnya nilai tahanannya bertambah besar.

By Muhammad naim

7


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 8 / 28

Gambar 4. Gambar konstruksi dalam ukur energi. bagian alat dari

Piringan aluminium ditembusi oleh fluks dan2

1

dari kumparan Cc pada salah satu

dari

kumparan Wp. Arah dari fluks 1

ujung kumparan Wc adalah dari bawah ke atas dan pada ujung yang lain dari atas ke bawah. Sadengkan arah dari fluks2 dari atas bke bawah. Gambar 5 menunjukkan pandangan atas dari sebagian kecil piringan aluminium yang terletak di antara ujung-ujung dari inti Cc dan Cp. Arus pusar i1 dan i 2 yang terbentuk memotong fluks magnet2 sehingga menimbulkan gaya lorentz yang menggerakkan arus tersebut.Karena arus pusar mengalir pada piringan, maka piringan akan bergerak dan berputar menurut arah P. Kopel putar pada piringan ini berbanding lurus dengan kuat arus I dan tegangan E.

By Muhammad naim

8


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 9 / 28

Jika piringan telah berputar, Maka kecepatan putarnya makin lama akan semakin besar, sehingga diperlukan kopel balik untuk meredam gerakan ini. Sebuah magnet permanent dibutuhkan untuk membangkitkan arah pusar yang akan menentang gerakan pusar tadi. Kalau antara kopel putar dan kopel balik itu terdapat keadaan seimbang, maka piringan tadi akan berputar dengan kecepatan tetap.Gambar 5. Arus pusar I1 dan I2 yang memotong fluks2

menyebabkan piringan berputar sesuai arah P.

3. Pengukuran Arus Listrik Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada suatu rangkaian adalah ampere-meter (disebut juga am-meter). Alat ukur ini harus dilalui oleh arus listrik yang hendak di ukur. Oleh karena itu alat ukur harus disambung secara seri pada rangkaian, baik di depan ataupun di belakang alat pemakai listrik.

By Muhammad naim

9


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 10 / 28

(a)

(b)

Gambar 6. (a). Pengukuran am-meter dihubungkan seri dengan rangkaian. (b). Tahanan dalam am-meter mempengaruhi tahanan total rangkaian. Karena alat am-meter ini harus dihubung seri terhadap rangkaian, maka alat ini harus mempunyai tahanan dalam (tahanan meter atau Rm ) yang sangat kecil. Jika tidak, maka alat ukur ini akan menambah jumlah tahanan di dalam rangkaian, akibatnya arus listrik dalam rangkaian akan turun. Dengan demikian, ammeter tidak dapat mengukur besar kuat yang sebenarnya, tetapi lebih rendah dari yang di harapkan. Semakin kecil tahanan dalam am-meter, semakin cermat pulalah system penunjukannya. Batas ukur Ampere-meter Pada umumnya setiap alat ukur mempunyai batas ukur tertentu. Jarum penunjuk alat ukur yang batas tertinggi dari skala akan menyimpang penuh sampai batas paling kanan skala. Untuk mempertinggi batas dari am-meter dapat dilakukan dengan memasangkan tahanan shunt (tahanan parallel).

By Muhammad naim

10


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 11 / 28

Penambahan batas ukur pada alat-alat presisi dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1.Pada jepitan ampere-meter dipasangkan sebuah tahanan shunt yang telah disediakan untuk keperluan tersebut. 2. Tahanan shunt telah dimasukkan ke dalam alat ukur biasa dapat disambungkan atau dilepaskan secara mudah.

a

b

Gambar 7. (a). Pengukuran arus sebelum dihubungkan dengan tahanan shunt. (b). Pengukuran arus dihubungkan tahanan shunt untuk menambah batas ukur.

Untuk menentukan besarnya nilai tahanan shunt dari ammater, perhatikan gambar 7.b di atas. Dalam rangkaian ABCD dapat dilihat bahwa tegangan antara titik AB dan CD adalah sama (sifat hukum paralel rangkaian).

By Muhammad naim

11


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 12 / 28

ECD = EAB Atau Maka : : I1R1 = I2R2 I2 = I - I1 I1R1 = (I - I1) R2

I adalah kuat arus listrik yang hendak diukur yang mempunyai harga sebesar n kali harga kuat arus yang melalui am-meter (I = n I1). Sehingga : I1R1 = (nI1 - I1) R2 I1R1 = (n - I)I1R2 R2 = I1R2 Rd (n 1) (n 1) I1 R2 = R1 atau Rsh = (n 1) I1 Dimana : I I1 (Rsh) I2 = kuat arus yang melalui tahanan shunt n=

= kuat arus listrik yang akan di ukur R1 = kuat arus yang melalui alat ukur R2

= tahanan dalam = tahanan shunt kelipatan

alat ukur (Rd)

perluasan batas ukur Contoh soal : 1. Sebuah am-meter mempunyai tahanan dalam 0,5 dengan penunjukkan maksimum 2A. Am-mater tersebut digunakan untuk mengukur arus sebesar 20A. Berapakah besar tahanan shunt yang harus dipasang pada alat ini? By Muhammad naim 12


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 13 / 28

Penyelesaian: Diketahui: R1 R1 ukur ) I = 20 A I = n Ia n = I/ Ia = 20/2 = 10 R2 = R1 (n 1) = 0,5 10-1 = 0,5 9 ( kuat arus yang akan diukur ) Ditanyakan : R2 = ? ( tahanan shunt yang harus ditambahkan ) = 0,5 =2A ( tahanan dalam alat ukur ) ( batas arus maksimum yang melalui alat

R2 = Rsh = 0,0056 2 Apabila sebuah mili-amper-meter dengan tahanan dalam sebesar 20 dan batas ukurnya 0,01 A akan diperluas Penyelesaian : Diketahui : R2 I1 I = 0,5 =2A = 20 A I = n Ia n = I/ Ia = 10/0,01 = 1000 R2 = R1 By Muhammad naim = 20 = 20 13 sampai dengan 10 A, berapakah besar tahanan shunt yang harus dipasang?

Ditanyakan : R2 = ?

AKADEMI TEKNIK SOROAKOBAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK (n 1) 1000-1 999

F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 14 / 28

R2 = Rsh = 0,02

Pengukuran dan Pembacaan Ampere meter Ampere-mater sederhana yang biasa digunakan pada panel dari suatu instalasi hanya mempunyai satu batas ukur atau satu batas skala. Sedangkan ampere- meter untuk control (pemeriksa atau pengukur) mempunyai beberapa batas ukur.

Gambar 8. Skala dari sebuah am-meter (pengukur arus dengan batas skala 0-300 A.

By Muhammad naim

14


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 15 / 28

Gambar 9. Sebuah am-meter dengan beberapa batar skala yaitu: 2A, 5A, 10A dan 15A.

Untuk mengetahui pembacaan kuat arus listrik yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk am-meter, dapat digunakan rumus: Pembacaan alat ukur = penunjukan jarum dipakai batas skala maksimum x batas ukur yang

Gambar 10. Contoh pembacaan alat ukur am-meter Pada adalah gambar 2,5. disamping Batas skala penunjukan jarum ampere-meter maksimum 10 dan batas ukur yang digunakan adalah 2A. Pembacaan alat ukur adalah : Kuat arus = 2,5 x 2 = 0,5 A 10

4. Pengukuran Tegangan Listrik

By Muhammad naim

15


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 16 / 28

Volt-meter digunakan untuk besar tegangan yang terdapat pada dua titik terminal. Jika kita hendak mengukur tegangan pada suatu komponen rangkaian misalnya sebuah akumulator yang merupakan sumber tegangan, maka volt-meter dipasang secara parallel (sejajar) terhadap komponen tadi.

(a)

(b)

Gambar 11. (a). Alat ukur volt-meter dihubungkan paralel dengan rangkaian. (b). Tahanan dalam volt-meter harus sangat besar agar pengukuran lebih teliti. Berdasarkan gambar 11, dapat dilihat bahwa volt-meter harus mempunyai tahanan dalam yang sangat besar. Jika tidak demikian, maka hal ini akan menyebabkan turunnya tegangan pada kutub positif dan kutub negative dari sumber. Semakin besar kuat arus, semakin besar pula tegangan yang hilang (volatage drop). Akan lebih sempurna jika volt-meter mempunyai harga tahanan dalam yang besarnya tak terhingga. Hal ini akan menyebabkan tidak

By Muhammad naim

16


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 17 / 28

ada arus yang mengalir dalam volt-meter, sehingga kecermatannya menjadi maksimum. Seperti pada am-meter, alat ukur volt-meter juga pada umumnya menggunakan asas moving coil (kumparan putar). Pada umumnya kumparan putar tidak memiliki tahanan dalam yang besar. Supaya dapat digunakan pada volt-meter, maka perlu dipasang seri terhadap kumparan putar. Pada gambar 11.b, tahanan dalam Rm adalah tahanan yang diserikan dengan kumparan putar.

Batas Ukur Volt-meter Untuk menaikkan batas ukur dari sebuah volt-meter, dilakukan dengan menambahkan tahanan yang dipasang secara seri dengan alat ukur. Misalnya, sebuah volt-meter dengan batas ukur10V, dengan tahanan calam 1000 hendak digunakan untuk mengukur tegangan sebesar 100V, maka kelebihan tegangan sebesar 90V ini harus dihilangkan di dalam tahanan yang dipasang seri dengan alat ukur.

Gambar terhadap saluran listrik)

12. listrik

Pengukuran antar (jaringan

tegangan

By Muhammad naim

17

AKADEMI TEKNIK SOROAKOBAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK Gambar terhadap 13.

F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 18 / 28

Pengukuran listrik ukur batas

tegangan

yangmelebihi tahanan dengan mengatasi tegangan.

dari volt-meter. yang alat

R2 adalah diserikan untuk kelebihan

ukur

Untuk menghitung berapa besar tahanan yang harus dipasang seri untuk perluasan batas ukur dari volt-meter, perhatikan gambar 13 di atas. E1 = I.R1 E2 = I.R2 E = E1+ E2 = I (R1+ R2) (tegangan pada alat ukur) (tegangan pada tahanan seri) (tegangan yang akan diukur)

E adalah tegangan listrik yang hendak diukur yang memounyai harga sebesar n kali harga tegangan alat ukur (E = n E1). Sehingga : n.I.R1 = I(R1+ R2) n.I.R1 - I.R1 = IR2 R2 = (n 1) R1 dimana : E (Rd) = tegangan yang akan diukur R1 = tahanan dalam alat ukur atau atau I.R1 (n 1) = I.R2 Rse = (n 1) Rd

By Muhammad naim

18

AKADEMI TEKNIK SOROAKOBAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK E1 E2 = tegangan pada alat ukur R2 = tahanan seri (Rse)

F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 19 / 28

=tegangan pada tahanan shunt n

= kelipatan perluasan batas

ukur Contoh : Sebuah volt-meter dengan tahanan dalam 50 mempunyai batas ukur 0,5 V. Untuk menaikkan batas ukur alat tersebut menjadi 5 V, maka tahanan seri yang diperlukan sebesar?

Rse = (n 1) Rd; Rd = 50 n = E/E1 = 5/0,5 = 10 Rse = (10 1)50 = 450

Pengukuran dan Pembacaan Volt-meter Gambar 14. Sebuah volt-

mater dengan batas ukur 150 V dan 300 V,m dengan batas skala 100.

By Muhammad naim

19


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 20 / 28

Tegangan yang terbaca pada alat ukur adalah : Pembacaan alat ukur = penunjukan jarum dipakai batas skala maksimum Gambar pengukuran 15. Contoh volt-meter x batas ukur yang

dengan menggunakan batas ukur 300V, dan penunjukkan jarum adalah 70V.

Pembacaan alat ukur pada gambar 15 di atas adalah : Tegangan (E) = 300 x 70 = 210 V 100 5. Ohm-meter Sebuah ohm-meter digunakan untuk mengukur tahanan pada suatu rangkaian listrik atau tahanan dari komponen-komponen rangkaian tersebut. Komponen tahanan atau rangkaian yang sedang dalam pengukuran, diukur dengan cara dibandingkan.

By Muhammad naim

20


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 21 / 28

(a) Gambar 16. (a). Pengukuran

(b) sebuah tahanan. Pada saat

pengukuran, tahanan diputuskan dari sumber tegangan. (b). Rangkaian dasar ohm-meter. Gambar 16.b menunjukkan rangkaian dasar alat ukur ohmmeter. Rm adalah tahanan dari moving coil (kumparan putar) yang dihubungkan dengan jarum penunjuk alat ukur. R1 adalah tahanan tetap yang membatasi kuat arus, dan R2 adalah tahanan variable, pengatur harga nol dari jarum penunjuk skala. Jika ujung-ujung kawat pengukur saling ditempelkan (dihubung singkat), maka kuat arus yang melalui kumparan putar berharga maksimum dan juarum pun menyimpang ke kanan ke arah skala nol. Jika sekarang kedua ujung kawat pengukur masin-masing ditempatkan pada kaki-kaki sebuah tahanan, maka nilai tahanan ini akan menambah tahanan total alat ukur sehingga arus yang melewati kumparan putar berkurang, dan jarum menyimpang tidak penuh ke kanan. Pada umumnya sebuah ohm-meter mempunyai lebih dari satu batas ukur. Oleh karena itu alat ukur ini dibuat dengan skala dari nol (0) sampai tak terhingga (). Gambar berikut menunjukkan rangkaian dasar dari sebuah ohm-meter dengan tahanan R2, R3,

By Muhammad naim

21


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 22 / 28

dan R4 yang akan memberikan batas ukur yang berbeda. Sedangkan tahanan R2 merupakan tahanan pengatur harga nol.

Gambar 17. Rangkaian dasar ohm-meter dengan macammacam batas ukur, membuat pengukuran untuk berbagai nilai tahanan menjadi lebih cermat.

Skala Ohm-meter Papan skala yang digunakan pada ohm-meter jauh berbeda dengan papan skala pada am-meter maupun volt-meter. Skala pada ohm-meter tidak linear. Oleh karena itu pembagian skala ini menggambarkan kenaikkan harga tahanan yang kecil sampai dengan harga yang terbesar atau tak terhingga.

By Muhammad naim

22


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 23 / 28

Pada umumnya, batas ukur ditunjukkan dengan tanda-tanda seperti : Rx1, Rx10, Rx100, Rx1K, dan Rx10K. Jika saklar pemilih (selector switch) diputar pada posisi Rx1, maka penunjukkan jarum pada skala adalah angka sebenarnya. Jika saklar pemilih pada posisi Rx100, maka nilai tahanan yang sebenarnya adalah nilai skala yang ditunjukkan oleh jarum dikalikan dengan 100. Pada gambar 18, jarum penunjuk menunjukkan angka 3,5. Jika saklar pemilih pada posisi Rx1, maka nilai tahanan terukur adalah 3.5 . Jika saklar pemilih pada posisi Rx1K, maka nilai tahanan terukur adalah 3500 atau 3,5 k .

6. Multimeter (Avometer)

By Muhammad naim

23


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 24 / 28

Salah satu alat yang paling banyak digunakan dalam pengukuran besaran-besaran listrik adalah multimeter (juga disebut AVOmeter). Dengan alat ini, dapat diukur langsung harga ohm (resistor), volt (tegangan DC maupun AC), miliampere (kuat arus DC). Untuk arus bolak-balik (arus AC) tidak dapat diukur dengan menggunakan multimeter. Pemilihan fungsi piranti sebagai alat ukur volt-AC, volt-DC dan ohm diatur oleh saklar fungsi.

Gambar 19. Sebuah multimeter. Alat ini dapat mengukur langsung harga miliampere, volt, ohm, karena itu alat ini disebut juga AVO-meter. Mengukur Tahanan

By Muhammad naim

24


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 25 / 28

Untuk mengukur nilai tahanan resistor dengan menggunakan multimeter, dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Saklar selektor (range switch) diputar pada salah satu posisi ohm. Posisi-posisi untuk ohm umumnya ditandai dengan x1, x10, x1K (atau x1000), dan x10K. 2. Salah satu kabel penghantar alat ukur dipasang pada lubang bertanda + (positif). Biasanya dipasang pada lubang adalah kabel hitam, dan pada lubang positif adalah yang merah. Warnawarna ini hanya untuk pembeda saja, jadi tidak mengapa jika terpasang tetap, jadi tidak bisa ditukar. 3. Kemudian kalibrasi alat ukur dengan cara menempelkan kedua ujung terminal kabel penghantar. Jarum penunjuk skala akan menyimpang ke kanan. Kalau jarum tidak menunjukkan angka 0 (nol), pengatur nol (zero adjust) dapat disetel untuk membuat jarum tepat di angka 0.Gambar 20. Jika kedua ujung terminal dipisahkan penunjuk kabel penghantar jarum akan maka ohm-meter

menunjuk angka , dan jika ditempelkan akan menunjukkan angka nol. Pengatur nol dapat disetel untuk membuat jarum tepat menunjuk angka nol.

By Muhammad naim

25


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 26 / 28

4. Jika ujung-ujung kabel saling dijauhkan, maka jarum akan kembali ke kiri menunjukkan angka (tak terhingga). Jadi pembacaan skala pada alat ukur ohm adalah dari kanan ke kiri. 5. Kemudian, sebuah resistor yang akan diukur diletakkan di antara ujung-ujung terminal kabel. Jarum penunjuk akan menyimpang dan menunjuk suatu angka tertentu. Angka yang ditunjuk oleh jarum dikalikan dengan angka yang ditunjukkan oleh posisi saklar selector, dan hasilnya adalah harga ohm dari resistor yang sebenarnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mengukur nilai resistor dengan menggunakan multimeter : 1. Dalam pemilihan posisi saklar selektor, perhatikan besar tahanan yang terukur. Jika selector pada posisi x1, sedangkan nilai tahanan sangat besar, maka kita dapat keliru menganggap resistor putus karena jarum menyimpang jauh ke kiri. Begitu juga jika selector pada posisi x10K, jarum bisa menunjukkan angka nol dan kita keliru menganggap resistor bocor. 2. pilihlah posisi selector yang menghasilkan simpangan jarum jauh ke kanan (tapi tidak nol), karena skala di bagian kanan pembagiannya lebih renggang, sehingga mudah dibaca. 3. Setiap kali memindahkan posisi saklar selector, alat ukur harus dikalibrasi ulang, sebelum melakukan pengukuran. 4. Jarum alat ukur dapat menyimpang karena adanya baterai pada bagian belakang bodi alat ukur. Jika jarum multimeter tidak By Muhammad naim 26


F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 27 / 28

dapat dinolkan, ini menandakan bahwabaterainya perlu diganti dengan yang baru. Sebelum memulai pengukuran dengan multimeter, sebaiknya alat ukur dikalibrasi terlebih dahulu. Mengukur Arus DC Dengan menggunakan multimeter dapat dilakukan pengukuran arus DC yang bernilai kecil dengan skala miliamper (biasanya untuk elektronika). Sedangkan untuk arus AC tidak dapat diukur dengan alat ini. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada pengukuran arus dengan multimeter : 1. Posisikan saklar selektor pada posisi DC Ma. 2. Jika kuat arus yang mengalir tidak diketahui, pilihlah posisibatas ukur arus yang tertinggi. Jika nilai arus yang akan terukur dapat diperkirakan, pilihlah batas ukur yang nilainya lebih tinggi dari nilai arus terukur. 3. Alat ukur dihubungkan seri dengan rangkaianatau cabang yang arusnya hendak di ukur. Jadi nrangkaian harus diputus terlebih dahulu kemudian alat ukur dipasang pada ujung-ujung rangkaian yang terputus tadi. 4. Setelah saklar rangkaian ditutup, maka arus pada cabang yang akan diukur juga akan melewati multimeter. Jika jarum tidak menyimpang, turunkanlah batas ukur ke posisi lebih rendah sampai ditemukan posisi yang menyebabkan simpangan jarum sejauh mungkin ke kanan (tapi tidak melewati batas skala).

By Muhammad naim

27

AKADEMI TEKNIK SOROAKOBAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK Mengukur Tegangan (DC dan AC)

F.2.01.008 R00/ 080210Halaman : 28 / 28

Tergangan DC maupun tegangan AC dapat diukur dengan menggunakan multimeter. Batas ukurnya pad aumumnya sampai 750 V atau 1000 V. Pengukuran untuk teganganDC dan AC pada dasarnya sama, kecuali bahwa pada pengukuran AC polaritas dari kawat pengukur (tanda + dan dari kawat penghantar) tidak berpengaruh jika terbalik.

Sedangkan pada pengukuran DC, jika polaritasnya terbalik maka jarum akan menyimpang ke kiri dari angka nol. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah : 1. Putarlah saklar selektor (saklar pemilih) pada posisi DC-V atau AC-V (tergantung pengukuran yang diinginkan). 2. Perkirakan tinggi tegangan yang akan diukur, dan pilih batas ukur yang lebih besar dari tegangan yang akan diukur. Jika tidak bisa diperkirakan, pilih batas ukur yang paling tinggi. 3. Letakkan ujung-ujungkawat pengukur masing-masing pada terminal yang akan diukur teganganya (alat ukur dipasang parallel). Perhatikan, untuk pengukuran DC kawat (+) diletakkan pada ujung yang lebih positif(misalnya kutub positif baterai) dan kawat (-) diletakkan pada ujung negative. 4. Jika jarum tidak menyimpang, atau penyimpangannya terlalu kecil, turunkan batas skala sampai didapatkan penyimpangan yang sesuai.

By Muhammad naim

28

bahan ajar- alat ukur & pengukuran besaran listrik

Documents