PJP&H - iceim BO. LLA2-ALAT UKUE EIuSKLL'BOtflK. Zakhai*:las Sanboso

PJP&H - iCEIM - 23 - BO

LLA2-ALAT UKUE EIuSKLL'BOtflK

Zakhai*:las S a n b o s o

BADAN 1CENAGA ATOM NASIOMAL P u s a t P e n e l i t i a n Bahan H u r n i

dan I n e t r u m o n t a s i Yorjyakarta J l . B a b a r s a r i POB.8 T e l p . 3 6 6 1

We regret that some of the pages in the microfiche

copy of this report may not be up to the proper

legibility standards, even though the best possible

ALAT-ALAT UKUH ELEKTRONIKA.

Kit a tidak dapat secarn langsung menangkap kebesaran listrik seperti arus, tegangan dan lain-lain, dengan pacaindera kita.

Oleh karena itu kebesaran listrik tersebut harus ditransformasikan kedalam kebosaran fisis, yang dapat dimengerti oleh panca -indora kita. Untuk itu diperlukan suatu alat ya^g dapat mengukur Jco* besaran listrik tersobut,

Alat ukur listrik itu bermacam-maCam, antara lain:

1. Voltmeter Amperemeter multimeter Ohm meter 2o Wattmeter 3o Osciloskop ko dll„

Dibawah ini akan diuraikan car? kerja boberapa alat ukur yang soring

dipakai:

multimeter.

Ampere meter, Voltmeter, dan Ohm meter prinsip dasarnya n.da -lah sama, dan yang sering digunakan ada-lah jenis kumparan putar. Yang dimaksud dengan alat ukur Kumparan Putar adalah suatu alat pongukur listrik ynng bekerja atas dasar prinsip sebagai berikuts Suatu kumpa-ran diletakkan pada inedan maknit, yang berasal dari suatu magnit per-manen.

Bila kurapcran tcrsebut dialiri arus, maka kumparan alcan berptx-t^r» Alat ukur leumparan putar ini biasanya dipakai . untuk arus a oar ah tetapi dapat juga dipakai untuk arus bolak-balik dengan pcrtolongan alat-alat lain. Simbol "Alat Ukur Kumparan Putar".

Suatu alat ukur yang dapat mengukur arus, tegantan dan tahanan lis -trik disebut raultiraoter ctau multitester atau Avometer (Araper-Volt-Ohm meter). , .

P r i n s i p Ke.r.ja ,-ilat TJkur J o n i s Kumparan P u t a r «•

Suatu silin'- inti besi diletakkan diantara kutub-kutub niaknit ladam yang dibuat sedemikian rupa sehingga seolah-olah silinder torse-but dikurung olali kutub-kutub maknut tersetorse-but» Antara silinder inti ij besi dan kutub-kutub maknit terdapat celah udara dan dicolah udnra ini

akan terbentuk iriedan maknit yang rata, yan^j masuk melalui kutub-kutub tersebut kodalaiii silinder secara radialo

Dalam celah ini ditempatkan kuraparan putar yang dapo.t berputar melalui sumbunya. Konstruksi alst ukur kuiaparan putar adalah. scbagai berikut:

t'itflnv 8-2 Conut.-tictiuil

of movimi-coil mctar.

(H'I.I(O/I Jilvctncitl

Itmlruineut Cory.) !'• :• itnt*tn '

Motii>4tt»ll«tnnnal (luw*f t«(nimal n\A tfiown)

Bila arus se-rah mengalir melalui kumparan tersebut, rnaka akan timbul gaya (F) yang terbentuk akibat intcraksi antara arus dan mcdan maknito -Iran gaya terscbut ditentukan oloh arah mcdan raaknit dan ar&h arus sebagai berikut:

> Gaya (P)

Medan Maknit (B)

Gaya tadi akan ffleniiabulkan women putar yang akan memutar kumparan pu. tar tersebuto Besar niomen putar dinyatakan dengan:

3

dimsna Mp = momcm p u t a ? B = i n c t u k s i riedan m n k n i t n = jumlali l i l l t a n 1 = p a n j a n g k u n par a n w = l o b a r leu mp-.ran

I = _\rus yaJitl ra^ng^lir dalcra kumpr>ran yr*ng b o r ^ c r a k

-Untuk menahan women p u t a r i n i , p a d a u j u n g - u j u n g surabu d i p a s a n g p e g a s ypng d i h u b u n g k a n p a d a d a s a r y a n g t e t a p „ P e g a s i n i akan meraberikan raomcn k o n t r o l p a d a sunbu y a n g a r a h n y a b e r l a w a n a n dongnn a r a h moncn p u t a r »

B e s a r n y a momon k o n t r o l yang d i b e r i k a n a d a l a h : Mk = k Q • dirnann.! Mk = momen k o n t r o l

k = k o n s t a n t a p o g a s Q = s u d u t simpangan

Dalam k e a d a a n s e t i m b a n g , dimana sumbu dan j u g a k u r a psr a n p u t a r

uionyin-pnng s e b e s a r Q, maka'

Mk = Mp

kQ = B n w 1 I

Q B n w__l T

k

Jadi pad? ale.t ukur kumparan putar, torlihat bahwa 9 merupaknn fung-si linier dari pada. I, dimana — r — morupakan konstanta alat ukur tor-sebuto Jika arus 100/uA raenyebabkan simpangan pada ska2ia penuh, aisal

c^ radial j m&ka arus 50 yuA, monyebabkan simpangan pada. sotengah ska-la penuh atau % <* radial d^n seterusnyao Dan bila bnrur c* radial itu dibagi atas 10 bagian yang sama maka didapat skala sebagai bcrikuts

&, 'C.

M i s a l jarura penunjuk-menyimpang s e b e s a r 0 , 7 cA r a d i a l , maka j\?rum tei— s e b u t a k a n menunjuk a n g k a 7 0 , yang b e r a r t i a r u s yang m e n g a l i r s e b e s a r 70/UAc

Makin kccil arus b^tas, naka inakin besar kepekaan s^atu alat ukur. Alat ukur niempunyai kepekaan 100 uA, r.rtinya untuk aonyimpangkan jarum pada skala penuh dipcrlukan arus 100 uA. Kal?>tt jarum. pcnunjulc makin jauh dari skala ponuh (mnkin kekiri papqn s k n l a ) , iaakn kotoliti-annya makin borkurango

Kar e n a itu dalam teknik mengukur dianjurkan sup ay p. diusahakan

j=>rum yang raenyimpang sejauh raungkin kekanan (raondokati skala penuh.) . Momen kontrol yang disebabkan oloh pcgas 8c momon put a? tidak langsung raenyebabkan kumparsn, sumbu dan jarum penunjuk dalam koadcan setirabang, tetapi akan b&rosilasi dissjitar titik setimbangnya0 Dan

bila tidak ada gaya yang meredamnya, makn jarum penujuk akan bcrosila-si selamanyao

Sebenarnya tahanan-tahanan udara dan taharan-tahanan ;;iakanis pada kedudukan 1-cuinparan merupakan momen re daman, tctapi sang at kocil sehingg.o jarun penunjuk akan berosilasi untuk waktu yang lama,,

Karena itu diporlukan momen pcredam disamping momen putar dan momon kontrol, supaya jarura penunjuk akan dapat sampai pada harga aklairnya

dengan cepat, Momen pcredam ini dihasilkan sebagai beri&ut: - r ~ p — — - — p t i x t ^ Kump ,n.r a.n b erput ar

T

Arah putaran

Rangka kumparnn dai"i aluminium

Kopcl percdan

Pada waktu kuraparan berputar, maka putaran korangka aluminium

dalam medan maknit pada celah udara, akan" menginduksikan tegangan yang berbanding lurus dengan kecepatan perputaran dalam kerangka tcrsebut»

5

Togangr.li

i n i

moiighn.si.lkan

. niMis i n d u k s i I , dalani ku-rp^r^n»

u

r

u s I y>.ng raenotong i T u k s i maknit dalqm col.ih urtara, nenyabnbkan

tirabulnya aoracn yang berbanding l u r u s d.cngan kocepatan p u t s r dan b c r

-lawsaan a r a h dongan a r a h por-putaran sahingga monghnrabat perputaran,,

Moraen i r . i yens d i s c b u t m.oniori Dcrednm.

Bil-. pen^mpang korangkn l o c i i , maka tahanan akan b e s a r ( 3 = ^- ) dan

I j y^ng t e r j n d i akan k c c i l „

iionicn psrodam yang dihasilk.-n .^kan lemah, dan jarura j-c-nunjtiuk

akan b o r o s i l a s i rakin lama raakin mondeknti t i t i k setimbang sanpr.i a k h i r

-ny» b e r h e n t i pada t i t i k setimbang. Demikian pula b i l n penaiapang '

\jrang-kn b e s a r , tahanan korangka akan k e c i l , maka I , akan besar„

d

Women pc-redar.i yang d i h n s i l k n n k u a t , sehingga pergorakan jarur.i

penunjuk sangat t o r t a h a n untui: mendekati kcadaan sctimbang, onrapai

akhirnya b e r h e n t i pad.a keadaan setimb.ing (pada harga nlchfv), '-Jaktu

untuk mencopai koadaan setimbang pada kodtia hal d i a t a s adalc.h lamaj

sehingga t i d n k p r a k t i s , Karenp r.tu ponanpang kerangka harus dibuat so~

demikian imp a

sv.~pc.yc

. poredatn dapat rnancapar. keac'aan sctiiuba.ng socopat

inungkin s c h i n g g a pongukuran yang benar dapat d i p e r o l e h dengan copat„

Pada dasarnya a l a t ukui- kumparan p u t a r ndalah a l a t ukur untuk

a r u s soaralio- Untuk a r u s b o l c k - b a l i k a l a t ukur kump^ran p u t a r t i d a k

da-pat d i p a k a i b e g i t u sa;ja, t e t a p i harus dengan p o r t o l o n g a n a l a t Lainnya

misalnya dengan pciiyc-arah. a r u s

a

Ka.rcna b i l a a r u s b o l a k - b ^ l i k raalalui

a l a t ukur kumparan p u t a r , maka nomen p u t a r Yang timbulpun akan

moru-pakan momen b o l a k - b a l i k dengan frekw.ensi yang sarna dengan frekwensi

n r u s .

,s

B i l a frckwensi a r u s rendali, m-aka jarum penujuk akan b o r o s i l a s i

d i s e k i t a r t i t i k n o l . B i l a frekv/ensi a r u s agak t i n g g i , malca jaruci pc

-nunjuk akan t e t a p pada p o s i s i nolo Hal i n i disebabkan torutama oloh

ada-nya momen r'.nersia d a r i p a d a b a g i a n - b a g i a n a l a t ukur yang b c r p u t a r *

Pengukur Arus

Lis.tr

i k A ^ - r a h °

A l

a

t ukur kunparan p u t n r pada dasarnya adalah a l a t pengukur a r u s .

Untuk mengukur a r u s yang b e s s a r membutuhka.n knwat yang l e b i h t a b

a

l , yang

Krjrc-na i t u a r u s yang dapat d i a l i r k a n s c l a l u kumparan put::x lc'oih.

kurang dibawah 30 tnA, t-jrgantung pada kc-gunaannya masing-racsingo Untulc

mengukur a r u s y a n s k e c i l ( r a i l i a m p e r e ) , a r u s "batns m^simu'a yan^ dapat

d i a l i r k a n Pada a l a t ukur kutnparan p u t

r

r s e k i t a r 100 HA

0

Supaya dapct

mengukur a r u s yn.n[£ le"bih b c s a r d a r i a r u s "batas, maka a l a t ukur kumpar»

?n p u t n r dihubungkan dongan suatu tahanan j a j a r a n . Misalnya bnhwo. k i t a

mempunyai a l a t uSrur milli^mpore dengan

tah.anrai-dalr.rn

( t - h a n a n kesolurutu.

BXI daripadr. kurop

1?

.ran p u t ^ r dan pegas-pegas p e n g o n t r o l ) se"besar Rm =

1000 Ohm, kepekaan 100 jaA b e r a r t i a r u s b a t a s = 100 ,uAo K i i a lumdak

mcnG-ukur a r u s sawpai rnalcsimura 1 MA( = I ) - Karena arus yang boleh mengnlir

Pada a l a t ukur hanya maksimum 100 »A ( I ) , maka a r u s k e l e b i h a n (1-,= 90° A

1

-h

f l

rus dilokukan pada R , yang dipasang b e r j a j a r dengan a l a t ukur„ '

Guna menyalurkan a r u s 900.uA i n i d i p o r l u k a n H s e b e s a r :

s

R

= 4n§^T * 1000 Ohm =11,1 Ohm.

_{s 900 ,uA '}

I = 100 uA

1=1 mA

Demikian p u l a j i k a k i t a liendak mengukur a r u s sampai maksimum 10 raA,

mpka k i t a ha^us mcmasang R' s e b e s a r :

s

100

H =

-s 900

x 100 Ohm = 10,010 Ohm

Sehingga k i t a dapat mengukur a r u s yang l o b i h b e s a r dengan momasang R

(

7

Dengan s a k l a r 3j k i t e dapat momilih E yang d i p c r r u k a n , untuk

siondapat-kan "bntas ukur yo.ng dikebendaki

u

Balan racnggunrkan a l n t - a l a t u k u r , fflnka b e s a r keraungkinan akan

"terjadi perubp.licn-peru'br.han t e m p e r a t u r pada ruangan, yang akan nota. - _,

pengaruhi p u l a t e a p e r a t u r a l a t ukur kumpnr?m p u t n r ? Biasanya tahanan

:

j a j a r a n B d i b u a t daifi bnhan manganin yang mempunyai k o o f i s i e n

toraper-s

a t u r cukup k e c i l , sehingga perubnhan tahannn tcrhadnp temporr.tur yang

berubah-ubah alcan t i d a k b e r a r t i dan tnhanan j a j a r a n dapat dianggap

t e t a p „ Akan t c t a p i kumparan p u t a r d i b u a t d a r i tembaga yang mempunyai

k o e f i s i e n tempci-atur yang cukup t i n g g i »

Tahanan tembaga berubah k i r a - k i r a sebesar 0,

1

! % per d e r a j a d C e l

-s i u -s . K

a

rena i t u s e t i a p pengukur a r u s yang dikombinasikan dengan t a h a n

an j a j a r a n t e r s e b u t , arus yang raengalir kedalam kumparan p u t a r akan b e r

-ubah s e s u a i dengan per-ubahan-per-ubahan temperatur„ Dengan demikian vaaka

a l a t penunjuknyapun akan berubah, meskipun a r u s yang diukur ticlak b e r

ubah. Sebagai conboh misalkan bahwa 20 C, tahanan kumparan p u t a r PM

-1000 Ohm dan tahanan j a j ' a r R = 111,1 Ohm. A

r

us b

a

t

a

s I , = 100 «A,

maka a r u s yang diukur s e b e s a r :

T

HM -f Rs _

R

x

l

s

I

= 1

S22-^1L1

x

100 = 1000 yuA

B i l a keadaan temperatur k e l i l i n g t e l a h b e r u b

a

h menjadi 30 G dan t a h a n

-an j a j a r a n Rs di-anggap t e t a p ( = 111,1 Ohm), t e t a p i tah-an-an kump

a

ran

p u t

a

r HM t e l a h rnenjadi 10**0 0hm

o

Maka a r u s yang m e l a l u i a l a t ukur a d a l a h :

R

T = ~ ~ ~ — § T

i KM + R

s '

x

i = Wrlrnri

x1000 = 96

'

5

/

uA

-Jadi pada 20°C, arus yang melalui alat ukur sebesar 100/iA dan pada 30 C, sebesar 96,5 JiA, sehingga penunjukkan pada kedua temperatur tersebut akan berlainan, pada hal arus yang diukur (I) tetap sebesar 1000 uA. Untuk meraperbaiki hal ini, di mana perubahan temperatur dapat diang-gap tidak mempengaruhi penujukkan alat ukur j maka diusahakan agar arus

yan^ nuisuk. keclalan kuidparan p u t a r d i b u a t s e d a p a t rnungkin t e t a p ,

HGS-kip"Un tetnperatnir keadaan s e k i t

a

r n y a berubah-ubah. Cara yang b a i k dan

t e l i t i , supaya. psrubahan t e a p e r a t u r dianggap t i d a k mempengaruhi pe

-nun^jukkan ala"fc ulcur

a

d a l a h dsngan metoda Sv/einburne,, Rangkaian d i ~

"buai: menjadi s e b a g a i b e r i k u t :

H

ii

i s l

R_ "T

1

\

s R,

5

f*

Tahanan-tahanan R. dan E dibuat d a r i tembaga. Sedangkan R

?

, R. dan

R_, d i b u a t d a r i mang

a

nino B i l a t e m p e r a t u r k e l i l i n g n a i k , a r u s I,- altan

membesar, sedangkan. a r u s I,, dan I „ aka.n menurun»

Karena tahanan R, dan R, n a i k dan tahanan R, naik l e h i h beaar

dib

a

ndingkan tahanan tahanan R. dan Rp yang d i l a l u i a r u s I . , maka

ar"Us I t u r u n l e b i b . cepat d a r i I..» J a d i pefcubahan pada I,, t i d a k s e b e

rapa dan i n i dapat dikurangi l a g i dengan cara nierailih k o n s t a n t a k o n s

-t a n -t a dengan -t e p a -t

a

Pada multimeter S

a

nwa SP-10D, d i d

a

p a t r a n g k a i a n pengukur a r u s

sehagai b e r i k u t :

-j-« o

+

500 raA 0 , 2 5 v.u-,25 ml. B.

9

Dimana R ^ = 1460 Ohm; R

1 2

= 603 Ohm; H = 300 Ohm

R-^ = SSO Olaaj H _ = 607 Ohm; EH = 820 Ohm

Rg = 10,1 Ohm; 5

?

a 0,5 Ohm; I = 73,5 uA

MP = Meter movement protection (Germanium diode)»

V

a

b = 78,5 - 10 (820 + 607) = 0,112 Volt.

MP akan bekerja (ON) setelali pada tegangan _+ 0,3 Volt, jadi dalam

hal ini MP tidal; bekerja (OFF).

R.p, R-j^i

R

^|:zs K dan RI1 dideretkan menghasilkan Re.

Re = (6O3 + 860 + 300 + 607 + 820) = 3190 Ohm,

pada batas ukur 0

5

25 nA (saklar S pada posisi 0,25 mA) :

Tinjau Vab (tegangan antara titik a dan b)

T

p

T

re

_.

Rll.

V

e = X

Ee + Eell

T S£-+

S i l

~

T

lu 1

1 = ~ ^ T ^ X 78,5 x ID"6 A = 250,017 . 10~6A I = 0,250 mA

Ternyata arus yang diukur ( I ) sesuai dengan batas ukur. Pada batas ukur 25 mA (saklar 3 pada posisi 2.5 mA):

Re dijajarkan dengan S l l menghasilkan Es« „ Re . Ell 3190 x 1460 Ann. _ „ , - ,

R s RTT^Tl = 3l90~Tv£o = 1° O lf5 9 ^ Ohm.

Tinjau V (tegangan antara t i t i k c dan d I „ R s • = If. ~ J} _ Rs + R6 Rs ... _R6 Rs +' R6*

x

=

mhsmjL^L

x

0,25 x io-3

A

R6

I ' = I ' = 25,0ZH8 x 10~5A I ' = 25 mA

Arus yang diukur juga sesuai dengan batas ukur. Pada batas ukur 500 mA (saklar s pada t i t i k 500 mA) „ Tinjau V (tegangan antara t i t i k c 8: d)

Rs I, = ZZ^L j = 100,5913 + 0,5 x 0 i 2 5 x 1 Q- 3A a = i« s Rs + R7 " K7 = 50i,oU6 = 500 inA Rs I + = 10" R7 1( - 3A

Ternyata arus yang diukur sesuai dengan batas ukur„

Berdasarkaii perhitungan di atas dapat d i t a r i k kesirapulan babva b i l a k i t a meng-gunakan batas ukur yang besar, maka kecerniatan akan ber-kurang (lebih. tidak t e l l t i ) c Karena i t u dalam pengukuran sedapat

mungkin k i t a menggunakan batas ukur yang lebih k e c i l , supaya pengukuran l e -bih t e l i t i « Tetapi pertama-tama k i t a harus menggunakan bat&s ukur yang

besar, jika jarura menyimpang lebih jauh kekanan, maka k i t a turunlcan ke batas ukur yang lebih k e c i l ,

Polaritasnya juga harus diperhatikan, karena jika polarita.sr.ya t e r b a l i k , maka jarum akan menyimpang kekiri (tidak pada skala)» Untuk mengukur arus yang besar, digunakan a lat ukur dengan kepekaan sarapai

30 mA. Sedangkan untuk mengukur arus yang kecil digunakan alat ukur yang disebut galvanometer.

PENGUKHRAN TEGANGAN LISTRIK.

vPengukur Tegangan Ljstrik Arus Searah»

Alat pengukur tegangan. jenis kumparan putar dapat diperoleh de-ngan menghubungkan suatu tahanan deret pada kumparan putaran dari alat pengukur arus, seporti pada gatnbar di bawah ini:

I »~ Re

CZ=J r

• I

Bila tahanan kumparan putar adalah EM dan tahanan yang dideretkan de- . ngan kumparan putar adalah Re, serta arus yang mengalir melalui

kurnpar-an putar adalah I, maka besar tegangan yang akan diukur adalah V,} di : mana harga V adalali s

V = (KM + Re) I

Dengan demikian bila penunjukkan arus yang melalui kumparan putar ada-i lah I, maka pada sekala harus dinyatakan sebagai V„ Dengan perkataan lain, skala pengukur arus satna dengan skala pengukur tegangan, masing-masing untuk arus searah0 Sebagai contoh bila kita mempunyai alat ukur kumparan putar, seperti pada pengukur arus, yang mempunyai arus batas 100 uA dan tahanan clalam sebesar 1000 0hmo Dan kita hendak mengukur tegangan sampai 10 Volt, maka kita harus memasang tahanan Re yang;: di-deretkan dengan alat ukur itu„

1000 Ohm

,10 V _

Besarnya Re dapat ditontukan dengan porsamaan berikut:

,-6

100 10 10 = (He + 1000) 100.000 = Re + 1000 Re = 99.000 Ohm = 99 K Ohm

Jadi kita h&rus raemasang tahanan doret sebesar 99 k Ohm pada alat ukur tersebut, supaya dapat raengukur tegangan sampai 10 Volt, Skala 10 Volt untuk tegangan sama dengan skala 100 uA untuk arus. T)e

-mikian pula jika kita hendak mengukur tegangan sampai 50 Volt, maka kita harus memasang tahanan deret Re, yang besarnya dapat ditentukan dari Volt, maka kita harus memasang tahanan deret Re, yang besarnya dapat ditentukan dari pcraamaan berikut J

1000 Ohm

50 = (Re + 100) 100. 10 500.000 = Re + 1000

Re = if99.000 Ohn = A-99 K Ohn:

50 Volt

Jadi harus menarnbahkan lagi tahanan deret sebesar '+OOK Ohm pacla "alat pengukur tegangan yang mempunyai batas ukur 10 Volt.

,1K Ohm

£=>

400K Ohm

<Zt

Re = 99K Ohm -,+ --as a 50 Volt

Dengan demikia.n akan didapat pengukur t.egangan dengan berbagai bat ukur dengan cara menarnbahkan tahanan deret sedemikian rupa, sehingg arus yang mengalir melalui kumparan putar, besarnya tstnp sama dengan arus batas. Bias^nya tahanan deret yang dimaksud telah ada di dalam alat pengukur tegangan bersama dengan bagian-bagian lainnya. Tetapi bila alat pengukur tegangan tersebut akan dipergunakan untuk mengukur tegangan sokitar 100000 Volt atau lebih tinggi sehingga tahanan doret tersebut menjadi ssdcmikian besarnya dan memungkinkan membangkitkan• panas yang akan sukar diisolasikan, sebaiknya tahanan deret itu di -tempatkan diluar alat ukur»

13

Kepekaan a l a t p e n g u k u r t e g a n g a n d i n y a t a k a n dalam " O h r a - p e r - V o l t " , J i k a p e n g u k u r p a d a p e n u n j u k k a n s k a l a p e n u h 1 V o l t mempunyai t a h a n a n d a

-l a m 4000 Ohm, traka k s p e k a a n p e n g u k u r i t u a d a -l a h 4000 O h m / V o -l t . A -l a t p e n g u k u r t e g a n g a n dengan c a r a i n i dengan mudah d a p a t d i l a k s a n a k a n rae-l a rae-l u x a rae-l a t pengukur- arus&rae-lt;» S o p e r t i h a rae-l n y a a rae-l a t p'engukur t e g a n g a n d a p a t j u g a d i p e n g a r u h i o l e h . t e r a p e r a t u r s e k i t a r n y a , s e h i n g s a p e n u n j u k k o n p a d a a l n t u k u r n e n g a l a r a i p e r u b a h a n » Untuk m e n g a t a s i h a l i n i , t a h a n a n d e r e t Re d i b u a t d a r i m a t e r i a l y a n g meinpunyai k o e f f i s i e n t a h a i i a n t e r h c . d a p t e n » p e r a t u r y a n g d a p a t d i a b n i k a n s e p e r t i m a n g a n i n . Hal i n i dimaksu&kan uii-t u k m e n g u r a n g i p e r u b a h a n a r u s yang m e n g a l i r dalam kumparon p u uii-tar , s e

h i n g g a dengan demiki.>n m e n g u r a n g i p u l a p e r u b a h a n penunjuk&an a l a t p o -n g u k u r t e g a -n g a -n d e -n g a -n p e r u b a h a -n t e m p e r a t u r kel i l i n g . S a b a g a i c o n t o h

b i l a k o e f i s i e n t e h i p e r a t u r kuraparan p u t a r yang d i b u a t d a r i teuibaga d i -n y a t a k a -n s e b a g a i a j k o e f i s i e -n t e m p e r a t u r t a h a -n a -n d e r e t a d a l a h . -n o l o Arus yang m e n g a l i r m e l a l u i kuraparan p u t a r s e t e l a h t e m p e r a t u r k e l i l i n g b e r u b a h d a r i t o ice t a d a l a h I , s e d a n g t e g a n g a n yang h a r u s d i u k u r s e b e -s a r V, maka I d a p a t d i h i t u n g -s e b a g a i b e r i k u t :

I =

RM [1 + a( t - t o ) ] + Re

V

(RM + P.o) -i- aRM(t-to)

y /P M . D v , , aP M ( t - t o ) (BM + Ho) 1 + -pri+'-jfe- - - • p_M + R e 1 1 -aRM ( t - t o ) Wl + Pe "]RM ( t - t o ) 1 - aRM ( t - t o ) V RM + Pe m + B e' r a R M ( t-t o ) i2 1 ~L RM + Re J a / N O Re d i p i l i h j a u h l e b i h b e s a r d a r i pada RM, maka [ — ^ - • -^'°- ] = 0

J a d i I =

RM + Re ( 1 - _{a RM + Re}

Dengan demikian, b i l a Re d i p i l i h l e b i h "besar t e r h a d a p RM maka p e r ubahan a r u s y a n s mengalir d i dalam kumparan p u t a r terhadp.n perubahan t e i r o e -r a t u -r k e l i l i n g daDat d i k u -r n n p i . J a d i penga-rud pe-rubahen t e m p e -r a t u -r te-rhada-o penunoukan a l a t ukur dapat p u l a d i k u r a n g i . Sebafreii c o n t o h , t i l a k i t a hendak mengukur tejr.angan s a r p a i 10 Volt dimana Re = 99 K ohm, d l b u a t d a r i irenjrani.n dengan k o e f i s i e n t e m p e r a t u r t ah an an 0% p e r dera.iat C e l s i u s , RM • 1 X ohm d i b u a t d a r i tembaga dengan k o e f i s i e n t e p p e r a t u r t a h a n a n 0,h% p e r d e r a j a t C e l -s i u -s . B i l a t e a r o e r a t u r k e l i l i n g dalam penpukuran i n i berubah d a r i 20°C men-Oe.di 30°C, maka di dapat penunjuken s l a t ukur akan beruhph s e b e s a r :

otRM ( t - t o ) _{x 100^ =} 1000. 0.00U (30-20) _{= 100^ =0.00U£} RM + Re " """'" "(99 + 1) 1000

J a d i s e h a r u s n y a arus yenf m e l a l u i kumparan s e b e s a r 1O0 pA ( l i h a t contoh yang l a l u ) , sekarang menjadi s e b e s a r (100 —*••— x 100) uA = 99,9& liA. P e r -ubaban i n i s a n g a t k e c i l dan dapat d i n b a i k a n . Pada m u l t i m e t e r sanwa SP-10D,

didapat rangkainn penpukur teganpan sebapai b e r i k u t :

a 1000 500 250 50 10 0 , 2 5 R 11

h*

R 12 1 \

K

i H- ! r1! l1 * f R, R 13 M M P

V

)RM \ \ R2 R3 H S5

+

V y _

15 R = 2M ohm ; Rg = 1 M ohm; R, = 800 K ohm; R^ =; l 6 0 K ohm;

R = 39 K ohm ; R ^ = 1^60 ohm ; \ 2 = 603 ohm. ; Rl 3 = 300 ohm ;

R h = 860 ohm J Rl 5 = 607 ohm ; RM = 820 ohm.

Rangkaiannya s e p e r t i r an gk a ie n pennukur a r u s , t e t a p i pada Tienpukur tepanpen untuk mengubah b a t a s u k u r , ditambahkpn t a h a n a n d e r e t . Arus yanp m e l a l u i a l a t ukur (X.) h a r u s t e t a p rcaksimrtm 78,5 xiA.

vcb = ix ( RI 5 + m)

= 7 8 , 5 . 10~6 (607 + 820)

= 0,112 V o l t .

J a d i MP t i d a k b e k e r j a , k a r e n a MP (Germanium diode) b e k e r j a pada tepangan 1,3 Volt a t a u l e b i h .

R p , R-,},, R^i- & RM d i d e r e t k a n menghasilkan Re = 3190 ohm Veb = I .Re = 7 8 , 5 . 10~6.3190 Vab = 0,2501+15 Volt Vab = 0,25 Volt Re.R . In. R e = I -1 Re + Rn Re + R X s i±— I Rl l ! _ . J 1 2 2 - + J J i § 0 - 78 5 10~6A lU60 ' ' x 1 U A I = 250,017. 10"6A I = 250 mA. Supaya I . t e t a p , Vab h a r u s t e t a p . Supaya Vab t e t a p , maka I h a r u s t e t a p .

J a d i supaya I t e t a p , maka Vab dan I h a r u s t e t a p . Pada b a t a s ukur 0,25 Volt :

V = Vab = 0,25 Volt Pada b a t a s ukur 10 Volt :

V = Vab + I . R

-= 0,25 + 0 , 2 5 . 1 0 "3. 3 9 . 1 03

Pada b a t a s u k u r 250 Volt

V = Vab + I (R? + R. + R )

= 0,25 + 0,25.10~3(39 + l60 + 800) 103 = 250 Volt

Pada bat as ukur 500 Volt :

V = Vab + I (H + Rj^ + R3 + Hg) = 0S25 + 0 , 2 5 . 1 0 ~3( 3 9 + l 6 o + 800 + 1000) 1 03 = 500 Volt . Pada b a t a s u k u r 1000 Volt : V == Vab + l ( R _ + RJ+ + R + B 2 + Hl ^ = 0,25 + 0 , 2 5 . 1 0 ~3 (39 + l 6 o + 800 + 1000 + 2000) 1 03 = 1000 V o l t .

T e r n y a t a h a r g a pada b a t a s ukur s e s u a i dengan harrca t>p,da u e r h i t u n g a n nada s a a t tiarum menyimpang penuh ( a r u s maksimum). J i k a k i t a menggunakan b a t a s

ukur 10 V o l t , b e r a r t i k i t a dapat rcenpukur tegangan sampai 10 V o l t , maka t a h a n a n dalam a l a t ukur s e b e s a r = — = — — y = 40.000 ohm.

1 0 , 2 5 . 1 0 "J

Seandainya k i t a menggunakan b a t a s ukur 1 V o l t , meka tahanan dalaranya menja-d i ~ x 40000 ohm = 4 K ohm.

J a d i kepekaan a l a t pengukur tegangan i n i adalah 4K ohm/Volt. Kesalahan dalam mensukur t e a a n c a n l i s t r i k :

Misalkan k i t a roempunyai rangkaian s e b a g a i b e r i k u t :

S5

9V-1 R

2 U 4 , 5 V

R = Rp = 500 K ohm d i d e r e t k a n s a t u sacia l a i n dan d i b e r i tegangan j e p i t seb e s a r 9 V o l t . B e r a r t i sebahva pada s e t i a p R t e r d a p a t tegangan 4 , 5 V o l t . S e -karang tegangan yang ada pada Rp, yang k i t a sudah t a h u s e b e s a r 4 , 5 V o l t ,

17 hendak k i t a ukur dengan pengukur t e g a n g a n . Dan a l a t ukurpun k i t a j a j arkan pada R0.

9V -±

[ - S ^ "

E

u

i A

m

S i n = toK Oha

A l a t ukur mempunyai kepekaan h K ohm/Volt, s s k l a r b a t a s ukur pada p o s i s i

,!10 Volt s k a l a penuh'-. Dengan demikian R i n p u t a l a t ukur a d a l a h *J0 K ohm. T, j - * • i ^ T , - a J. - , 500 K x ho K _„ v. . ., ., ,

R2 d i j a j a r k a n den gen R m menjadi P. = ""C'QO' Y + ho v" ~ ^ ' o t a n' - ^1^3^

-nya tegangan pada Rp sekarang berubah menjadi _ _ 3T K

E = x 9 = 0,62 V o l t .

500 K + 37 K ' '

Dan tegangen L' i n i l a h yang d\tun,}ukkan o l e h a l a t ukur. Karena i t u penunjuk-an a l a t ukur merupakpenunjuk-an ke s a l ah penunjuk-an yr>.ng b e s a r . Untuk mencenah k e s a l a h a n dalam mengukur tegangan t e r s e b u t , naka R i n p u t a l a t - a l a t u k u r h a r u s j a u h l e b i h b e s a r d a r i R„. Dalam a l a t ukur i n i h a r g a R i n p u t h a r u s 10 k a l i l e b i h b e s a r a t a u l e b i h d a r i h a r g a R?. Sehingga j i k a R i n p u t d i j a j a r k a n dengen R^ akan

p r a k t i s sama dengan R2, dengan demikian tegangan pada R^ akan p r a k t i s t i d a k

t u r u n . Besarnya s a l a h ukur dinyatakan dalam % dan akan dapat d i t e n t u k a n d e -ngan menggunakan persamaan sebagai b e r i k u t :

R

Salah ukur = 100%

R + R in

R = h a r g a t a h a n a n , dimana tegangan diukur P. i n = t a h a n a n i n p u t a l a t u k u r .

Dalaro contoh d i a t a s , s a l a h ukur s e b e s a r = son K +\O V x 1 0 0^ = ^2» ^

Dalam p r a k t e k , ada k a l a n y a k i t a t e r p a k s a memilih b a t a s ukur yang menyimpang-kan jarum hanya s e d i k i t » y a i t u k a l a u k.vta p e r l u membesarmenyimpang-kan P. input a l a t u k u r . T e t a p i penun.iukan jarum ak?.n s u l i t d i b a c a , j u g a mungkin t i d a k t e r c a p a i h a s i l ukur yang mendekati b e n a r . Maka j a l a n yang t e r b a i k adalah mengganti a l a t ukur dengan yang R i n p u t n y a l e b i h t i n g g i , J a d i j i k a k i t a hendak mengukur t e g a n g a n ' pada s u a t u rangkaian» k i t a t i n j a u dulu tahanan pada teganpan yang akan k i t a ukur t e r s e b u t . Dalam pengukuran t e g a n g a n , p o l a r i t a s n y a j u g a t i d a k boleh t e r

-b a l i k » jarum penunjuk akan menyinipanfr ke k i r i ( t i d a k pada s k a l a ) . Pengukur tegmtgan l i s t i - i k u n t u k a r u s . b o l a k - b a l i k

Pads dasarn-ra a l a t "ultur kunparan -outar t i d a k dapat d i a l i r i a r u s bolpk b a l i k b e g i t u s a j a , t e t a p i l i a r u s ditairbahkan sebuah. p e n v e a r a h . Pencrukur t e -gangan a r u s s e a r a h akan dapat dips3:ai untuk pieng-ukur tepanfran a r u s "bolak-bp-l i k , j i k a pada a "bolak-bp-l a t ukur itui ditajTibahkan sebuah -oenyearah, Sebagai T>enyearah b i a s a n y a d i p a k a i d i o d a - d i o d a s i l i k o n ata.u j u n a s e l - s e l s e l e n i u m . Dalan ineir>buat penyearah p e r l u d i p a k a i dua d i o d a , sebab denpan memakai hanya s a t t t d i -oda penyicipaugian jarure akan kursnc- l e b a r . Keteranpjannra seba/rai b e r i k u t : Misalkan ada sebuah p l a t ukur kunroaran p u t a r , denjran a r u s b a t a s 100 pA h RM = 500 ohm. A l a t i n i hendak k i t a p a k a i s e b a p a i pensukur tepan/?an s r u s b o l a k -b a l i k j k a r e n a i t u k i t a d e r e t k a n padanyp. se-buah d i o d a dan se-buah tahanan P. = 200 K ohm, s e t i e r t i "oada ranpkaian b e r i k u t :

i

i

500K

i7rT5oo

j «

(^)PM

j i 1 1 I

J i k a dioda mempunyai R maju = 500 ohm, maka untuk arah maju (pada s a a t - s a a t anoda p o s i t i p ) . Rangkaian seluruhnya menrnunyai tahanan s e b e s a r 500 + 500 + 200 K = 201 K ohm. J i k a d i o d a mempunyai P. t e r b a l i k = 500 K ohm., maka untuk arah t e r b a l i k (pada s a a t s a a t anoda n e p a t i p ) , r s n g k a i a n akan xneinpunyai t a -hanan s e b e s a r *• 500 + 500 X + 200 K = 700,5 K ohm. T e r n v a t a bahwa s e l i s i h t a h a n a n pada rangkaian a n t a r a kedua keadaan t e r s e b u t t i d a k l a h t e r l a l u b e s a r . I n i b e r a r t i penyearahan denpan 1 dioda t e r s e b u t kurang e f e k t i p dan karenanya a l a t ukumun t i d a k menyimpanE j a u h . Karena penvearahan kuranp semrmrna, maka a r u s yang m e n g a l i r pada a l a t ukur adalah sebap.ai b e r i k u t :

19

Dslaa h o i i n i a l a t ukur akan nic-nunjukkan h a r p a r a t a - r a t a d a r i pada "hesarnya a r u s . Har^ra r a t a * r a t a a r u s k e c i l sa,}a, k a r e n a i t u siirpaiiKan jarunpun t i d a k -l a n -l e b a r . Uatuk rtenroero-leh sinpangan j a r u m yang -l e b a r s maka peker.iaan

x>e-nyearahsn p e r l u disempurnakan, v a i t u dengan meirasang 2 buah diode, s e p e r t i pada r a n p k a i s n b e r i k u t : -I.Z7 r> O L> ! V^ ) R M X~7 I B

Pada s a a t - s a a t A b e r p o t e n s i a l p o s i t i p , arus m e n g a l i r m e l a l u i Dp ( t i d a k me-l a me-l u i a me-l a t u k u r ) , sedangkan pada s a a t - s a a t B b e r p o t e n s i a me-l p o s i t i p , a r u s mengalir m e l a l u i D, dan a l a t ukur. Denpan demikian a r u s r a t a - r a t a yang meno a l i r pada a l a t ukur adalah besar» maka jarurapun menyiirroang le"bih .jauh. Ta-hanan dioda t e r s a n t u n g psda k u a t arus y a n r m e n g a l i r , t i d a k l i n i e r . Misalnva j i k a arus d a r i 0 , 1 mA n a i k menjadi 1 mA (naik 10 k a l i ) , maka tahenan dioda "berubah t u r u n k i r a - k i r a d a r i 2000 ohm menjadi 500 ohm ( t u r u n hanva h k e l i ) . Karenanya simnangan j a r u n t i d a k akan j a d i 10 k a l i l e b i h l e b a r , melainkan hanya h k a l i s a j a . Kal i n i sienyebabkan k a l i b r a s i ( t e r a a n ) pada panan s k a l a a l a t ukur menjadi t i d a k l i n i e r ( j a r e k e n t a r a e c a r i s - g a r i s pembagien t i d a k sama). Dibagian k i r i s k a l a nerabatuannya r a p a t , sedanpkan d i b a p i a n kanan .ja-r a n g - j a .ja-r a n p .

pembacaan di"faagian katian sangat ioudah. Fupaya pepbagien skala nudah dibaca

d i s e t i a p t i t i k , maka s k a l a dlbuat l i n i e r . Supaya skala alat ukur l i n i e r ,

maka arus ysng mengalir melaltd dioda harus "besar-besar, sebab j i k a arusnya

besar, maka karakte-ristik dioda menjadi l i n i e r , artinya b a s i l bagi V dan I

adalah konstan, jadi P. dioda konstan. Tetapi dengan demikian arus yanf besar

i"tu akan aenpalir melalui a l a t ukur» sehinprca pada a l a t ukur -oerlu.

ditajr>bah-kaa tahanan j a j a r Rs, s e p e r t i gambar b e r i k u t :

Jarum penunjuk alat ukur "beraksi pada harpa r a t a r a t a arus bolakbalik, a r

-t i n y a yang menyimpangkan jarum adalah harga r a -t a - r a -t a arus bolak-balik.

Te-t a p i umumnya skala pengukur i Te-t u d i Te-t e r a dalan harga-harga e f e k Te-t i f . J i k a

peng-ukur tegangan arus bolak-balik dipakai untuk menppeng-ukur tegangan arus searah,

maka pemtnjukannya akan l e b i h t i n g g i 1,11 k a l i (fv = —=—~~—Tj"— = 1,11).

J i k a pengukur tegangan arus searah dipakai untuk mengukur tegangan arus

bo-l a k - b a bo-l i k maka jarum penunjuk tidak menvimpang t e t a n i akan bergetar sa.ia,

karena t i d a k dapat mengikuti perubahan-perubahan harga arus yang cepat i t u .

Dalam pengukur t e t a p i ada a r u s , bukannyp, tidak ada. Dan j i k a drnakai pada

betas ukur yang rendah untuk mengukur tegangan arus bolak-balik yang t i n g ^ i ,

maka a l a t ukur akan dapat rusak, meskipun jarum tidak menyimpang. J i k a

frekwensi arus yang diukur makin t i n g ^ i , inaka simpanpan jarum akan makin

kurang» Karena i t u pengukur tegangan arus bolak-balik akan dapat dipakai

hanya sampai 15000 Hz saja» tidak melebihi batas audio. Untuk setiap 1000

Hz, jarum akan menunjukkan 0,5$ sarrmai 1% lebih rendah. J i k a pada penpukur

tegangan arus bolak-balik dengan frekwensi 5000 Hz, maka jarum menunjukkan

21

2 , 5 $ saripai 5% l e b i h r e n d a h . Pengukur tegan/ian a r u s ' b o l a k b a l i k i n i d i k a l i -t i r a s i "uri-tuk. a r u s h o l a k - b a l i k ben-tuk s i n u s den/?an f r e k v e n s i 50 a -t a u 60 H e r -t s , Ja&i j i k a dipakax urxtuk mengukur a r u s b o l a k b a l i k bukan s i n u s a t a u f r e k v e n

-s i n y a "bukan 50 a t a u 60 H e r t z , inaka penunjukan i-senjadi t i d a k b e n a r . Gambar rangkaien pengukur t e g a n g a n b o l a k - b a l i k yang t e r d a p a t madr, , :m u l t i m e t e r s a n

-va SP-10Dr; adalah s e b a g a i b e r i k u t : iOOo 5" 00 Z*0 SO lO V <\/ Rl R2 R3

*k

R5 Rll = = = = = = 2 M ohm 1 M ohm 800 K ohm l60 K ohm 39 K ohm 1^60 ohm 603 ohm R ,3 = 300 ohm R ^ = 860 ohm T?l5 = 607 ohm RM = 820 ohm —6 I mnksimum 78,5. 10" A.

Karena a r u s yang m e l a l u i d i o d a h a r u s b e s a r , inaka MP akan b e k e r j a (OK) untuk mengurangi a r u s yang b e s a r i t u .

Menphitung h a r g a t a h a n a n MP (RMP) Re = R 5 +' RM = 1^27"ohm.

I3 Rp = 1-L B ^ I . ~ * V ' I 3 Bp I3 * 989%978 x T 8'5-1 0~6 A - 1 1 3 , 2 5 6 2 8 . 1 0 "6 A T BMP-RP- _ T JJ_ BMP+Rp 3 " T - BMP + Bp BMF 3

I eff = 1,.U I (Fv = - ^ J ^ - = 1,11)

I e f f = 1,11 I . ^ M L -+ ^ 3 BMP z e f f (R + - I%P.,3P ) = 1 0 T TT T SMP + RP f p . RMP..RP ) _ ,n l 5 r L X3 Wf^ C B5 " RMP + Bp } ~ 1 0 (RMP + Bp)R, Sffi 2- + Rp = • ^ ^ - = 7951*5,337 1,11 x 113,25628 x 1 0 mjLM = 79.5U5.337 - RD __ 2 ^ 3 RMP R5 , U J . « « O J RMP + Rp = 2 , O l l t 2 6 3 BMP Rp = 1,011+263 BMP *}® = " 1 , 0 ^ 2 6 3 = l ! o l g i 38 = 975,17091 ohm.

RT

=

ReT

+

R ^

+

M = 2,0365019.10~

3 RT a l»91,03808 ohm 1 = - f f l " Jl = U a l f o W x 7 8' 5 . 1 0 "6A = 2 2 8 , 1 2 7 9 2 . 1 0 -6 I e f f = 1,11 I = 253,22199.10~6A

P a d s b a t a s ukur 10 Volt : V = X e f f (f? + RT) = 253,22199.10~6(39000 + 1+91.03808) Volt = 9,999999 Volt = 10 Volt Pada b a t a s ukur 50 v0i t : V = I eff (B_ + p^ + RT) c - 253*22199.10 (39000 + l60,O0O + 1*91,03808) = 50,515515 Volt = 50 Volt

Pada b a t a s ukur 250 Volt :

V = I e f f (R + R^ + fl3 + HT)

= 2 5 3 , 2 2 1 9 9 . 1 0 "6 (39000 + 160.OOO + 800.000 + U91803808)

= 253,0931 Volt = 250 Volt Pada b e t a s ukur 500 Volt :

V = I e f f (R + P^ + R3 + R2 + RT) = 253,22199.10 (39000 + 16O.OOO + 800.000 + 1000.000 + 1*91,03808) = 506,31509 Volt = 500 Volt Pada b a t as u k u r 1000 Volt : V = I e f f (Rr + R^ + R3 + R2 + Rx + RT) = 1012,759 Volt = 1000 Volt

Makin "besar "betas u k u r , makin t i d a k t e p a t h a s i l pengukuran. Dengan kate. l a i n kesalahan makin b e s a r .

Biasanya disetrat Pengukur Okra a t a u Ohn> m e t e r . S e p e r t i h a l n y a dengan a l a t pengukur arus dan t e g a n g a n , pada pengukur ohm i n i ,1uga digunakan a l a t ukur kurnparan p u t a r . Berdasarkan hubungan a n t a r a rt a h a n a n vang diukur'7 dengan

a l a t ukur kumparan, p u t a r , malca k i t a rnengenal Tiengukur ohn d e r e t dan pengukur ohm j a j a r .

Pengukur ohm d e r e t ( s e r i e s ohn m e t e r ) :

Pada pengukur ohm d e r e t , t a h a n a n vang djukur (PX) d i d e r e t k a n dengan a l a t ukur kumparan p u t a r . Rangkaian dasarnva s e p e r t i gaitibar di "bavah i n i :

U.X

RX = tahanan yang akan d i u k u r . Dengan R2 k i t a mengatur agar arus yang

meng-a l i r pmeng-admeng-a meng-a l meng-a t u k u r , menyimpmeng-angkmeng-an jmeng-arum t e p meng-a t pmeng-admeng-a s k meng-a l meng-a penuh, meng-a p meng-a M l meng-a pengukur ohm d i - n o l k a n ( k u t u b A dan B dihubungkan). J i k a pengukur d i - n o l - k a n

E maka arus yang m e n c a l i r ( a r u s maksimum) adalah : I = ——-—r—.

-.•--. R + ?2 + Pjyi

J i k a P.. + R„ + RM = Ri ( = R i n p u t p e n g u k u r ) , maka I = ^ r . . . ( l )

Pada s a a t jarum menyimpang t e p a t pada s k a l a penuh, penunjukan pada t i t i k i n i d l b e r i t a n d a 0 ohm. J i k a t a h a n e n yang t a k d i k e t a h u i Rx, k i t a j e p i t k a n d i a n -t a r a pena-pena A dan B, maka a r u s yang m e n g a l i r adalah :

E.

I x ( 2 )

Ri + Rx

Dari persamaan i n i , j i k a t e r n y a t a Rx = R i , maka jarum akan menunjuk t e p a t setengah s k a l a penuh, k a r e n a a r u s yang m e n g a l i r menjadi setengahnya a r u s p a -da s k a l a penuh.

25 Dari persaraaan ( l ) dan (2) didapat :

I . H i = I x . ( H i + Ex) ( I - Tx) R i = Ix Rx

Dimana : Rx = tahanan yanp- diukur

Ri = t a h e n a n didalam r a n g k a i a n s e v a k t u penpulcur d i - n o l - k a n .

I = b e s a r arus salrmia pennrukur d i - n o l - k a n I x = b e s a r arus selrana Rx d i u k u r ,

J a d i peneraan papan s k a l a penpxikur ohm d i p e r o l e h denpan c a r a membandingkan dencran s k a l a penpukur a r u s . Sebngai c o n t o h , k i t a raisalkan bahva R. = U50 ohm, Rp = 1000 ohm, RM = 50 ohm dan befcerainya 1,5 V o l t , J i k a a l a t ukur d i n o l -kan ., maka pada nenun.iu-kan .jarum s k a l a penuh, arus yang raengalir s e b e s a r :

T - 1,5 __

1 " 1+50 + 1000 + 50 ~ X m

J i k a pengukur menunjukkan b e s a r a r u s 0,25 mA (Jarum menyimpang l A s k a l a ) , make Rx = 1500 ( ^ " && ) = 1+5O0 ohm.

1 - 0 3 J i k a pengukur menunj ukkaii b e s a r a r u s 0 , 3 mA, maka Rx = 1500 ( —7f^*~~- ) =

3500 ohm. Dan s s t e r u s n y a » sehingga 'capan s k a l a pengukur ohm dapat d i b u a t .

? ^ *

r,t\

Suatu kekurangan d a r i pengukur ohm d e r e t i n i i a l a h t i d a k dapat drnakai un-t u k mengukur un-t a h a n a n yang k e c i l - k e c i l . Misalkan pada conun-toh d i aun-t a s , b i l a jarum menunjukkan 0,9 s k a l a p e n u h , b e r a r t i a r u s yang rnengalir pada s l a t ukur s e b e s a r 0,9 mA4 maka Rx = 1500 ( — ~ - g? 9 ) = 1 6 6 , 7 ohm. ' J/wli .jika Rx lebifc

k e c i l d a r i l 6 6 , 7 ohm, roaka penibacaan s k a l a akan sengat. s u k a r . Denpipn dewik i a n pengudewikur ohn d e r e t i n i t i d n dewik dapp.t d i p a dewik a i untudewik mengulcur harga t a n a n

-an y-ang k e c i l - k e c i l .

Pengukur ohm.J a.1ar (shunt ohm meter)

1.5V •>-, H2 = IK oh»

Dalam ra n gk a ian i n i a r u s skan m e n g a l i r , walaupun pengukur t i d a k dix>akai, k a -renanya dalam p r a k t e k akan d i p e r l u k a n s a k l a r . Besar arus yang jnengalir dapat d i a t u r o l e h Rp, supaya jarum menunjukkan t e p a t pada s k a l a penuh. Dalam h a l i n i h a r g a Ex = (pena A dan B dalam keadaan t e r b u k a ) . Sedang b e s a r a r u s yang m e n g a l i r , y a i t u a r u s T>ada s k a l a penuh :

I =

-, a-s

450 + 1000 + 50 = 1 nA

J i k a pena A dan B dihubungkan. J a d i P>: = 0 ohm» maka a r u s s e b e s a r 1 mA i t u akan m e n g a l i r m e l a l u i pena A dan B. J a d i t i d a k ada a r u s yang m e n g a l i r pada pengukur, a t a u 1 = 0 , maka jarum tidalc menyimpang. Dengan demikian peneraan

s k a l a pada pengukur i n i » t i t i k n o l ada d i k i r i dan b i l a n g a n - b i l a n g a n yang makin b e s a r b e r a d a d i kanan.

V

s>(

J i k a s u a t u t a h a n a n s e b e s a r Rx k i t a j a j a r k a n pada KM ( s e v a k t u mengukur Rx), maka R t o t a l d i dalam s e l u r u h r a ngk ai an akan t u r u n s e d i k i t , sebab BM / / Rx

s e l a l u l e b i h k e c i l d a r i Rx. Dengan demikian arus d a r i b a t e r a i akan n a i k , t e t a p i kenaikan a r u s i n i s a n g a t k e c i l , s e h i n g g a dalam p r a k t e k t i d a k

meng-ganggu pembagian s k a l a ohm-nya.

Cora peneraan s k a l a pada pengukur i n i d i j e l a s k a n s e b a g a i b e r i k u t : TanpaRx : VAB = I.RM )

27

Dimana i Bx = t a h a n a n yang diukur RM = b e s a r t a h a n a n a l a t ukur

I = b e s a r a r u s yang m e l a l u i a l a t ukur t a n p a dihubunsckan dengan Rx.

I x = b e s a r a r u s yang m e l a l u i a l a t ukur waktu mengukur Rx, J a d i j i k a jarum menyimpang 1/5 "bagian s k a l a penuh, yang " b e r a r t i a r u s yanp: m e l a l u i a l a t ukur = 1/5 x 1 mA, = 0 , 2 mA.

Maka pada t i t i k 1/5 "bagian s k a l a penuh i t u k i t a b e r i t a n d a : Bx = m (

/or)

) = 6 2 , 5 ohm

J i k a J arum menyirapang 5- s k a l a penuh, b e r a r t i I x = 0,5 mA, maka

Rx = ( ) = 100 ohm.

1 - 0,5

D i t e p i sebelah k i r i dan kanan papan s k a l a , pembagian s k a l a akan menjadi t e r -l a -l u p a d a t » s e h i n g g a menyu-litkan pembacaan. Untuk menghindari k e j a d i a n i n i , inaka RM dapat d i j e j a r k a n dengan sebuah tahanan j a j a r . Dengan adanya t a h a n a n j a j a r i n i , maka b a t a s ukur menjadi tiertambah k e c i l .

l a l u i Bxv s e b a g i s n m e l a l u i RM. K&lau s a k l a r k i t a taruh. -oada T>osisi 2 , maka

a r u s yang m e n g a l i r s e b a g i a n m e l a l u i R_, s e b a g i a n m e l a l u i Rx dan EM, Sehinpga arus yang m e n g a l i r m e l a l u i RM b e r k u r a n g dan .jarumpun penylmpang k u r a n g . T e -t a p i dengan menga-tur Ep, simpangan .jarum dax&g-t;a-t d i b u a -t -t e p a -t -nada s k a l a penuh. Mengecilaya a r u s yang s i e l a l u i RM beraki"hat t u r u n n y a b a t a s ukur •oengukur ohm. Kalau s a k l a r k i t a t a r u h pads, f o s i s i 35 maka a r u s yenp m e l a l u i RM makin k e c i l ,

k a r e n a R^ < R~ dan simnangan jarutn akan makin kurang l a g i . S e k a l i l n g i x>e-nunjukan j a r u m d i t e p a t k a n pada s k a l a penuh dengan mengatur Ep, make, b a t a s ukur a l a t ukur menjadi t u r u n l a g i . Dengan demikian dapat diukur h a r g a - h a r g a Rx yarig l e b i h k e c i l l a g i . Demikian s e t e r u s n y a RM k i t a .iajarkan dengan s u a t u tahanan yang l e b i h k e c i l d a r i R . , j i k a k i t a hendak mengukur Rx yane l e b i h k e c i l l a g i ,

Berdasarkan kedua macam pengukur ohm t e r s e b u t , s e k a r a n g k i t a b u a t s u a t u pengukur ohm yang dapat mengukur t a h a n a n yang b e s a r - b e s a r mautmn yang k e c i l k e c i l dengan r a n g k a i a n d a s a r pengukur ohm d e r e t yang menggunakan t a -hanan j a j a r » s e p e r t i gambar b e r i k u t :

Dengan s a k l a r b a t a s ukur pada p o s i s i 1 , maka b a t a s ukur a d a l a h yang t c r k c c i l , sebab R < R_. Dan .jika s a k l a r ada d i p o s i s i 2 , b a t a s ukur menjadi b e r -tambah b e s a r . Untuk mengukur p e r l a v a n a n yang l e b i h b e s a r - b e s a r l a g i , maka s a k l a r d i l o t a k k a n pada p o s i s i 3 . Dengan p o s i s i i n i pengukur menjadi

''Deng-• . . . . . . . • . '

29 (R-) "berderet dan keduanya d i j a j a r k a n pada a l a t u k u r . Keuntungan r an g k ai an i n i :

- Meraudahkan p e n g a t u r a c n o l

- tfaur b a t e r a i t i d a k "berpengaruh b e s a r pada simpangan J a n u s - Pengukuran Rx akan le"bih cermat,

S e p e r t i h a l n y a pengukur ohm d e r e t , pada pengukur i n i t i t i k n o l s k s l a ada d i kanan dan s e t i a p k a l i sesudah aemindahkan s a k l a r k e p o s i s i l a i n , naka a l a t ukur p e r l u d i - n o l - k a n k e m b a l i . Untuk k e t i g a b a t as u k u r , h a r g a - h a r g a tahanan yang d i u k u r , d i b a c a hanya pada s a t u s k a l a s a j a . Peribagian s k e l a d i papan

s k a l a d i t e r a untuk h a r g a - h a r g a yang b e r s e s u a i a n dengan p o s i s i s a k l a r pada R x 1 . Peneraannya s e p e r t i pada pengukur ohm d e r e t . Harga-harga untuk h a t as ukur yang l e h i h t i n g g i d i h a c a p u l a pada s k a l a untxik R x 1 i t u , t e t a p i b i -l a n g a n - b i -l a n g a n n y a p e r -l u d i k a -l i k a n dengan 1 0 0 , 1000, s e s u a i n o s i s i s a k -l a r b a t a s u k u r . Atas d a s a r p r i n s i p t e r s e h u t , maka d i b u a t l a h ra n g ka i a n pengukur ohm s e p e r t i yang t e r d a p a t pada "Multimeter sanwa SP-10D" s e b a g a i h e r i k u t :

1,5V R8 * R« = R. 1 0 1 1 *12 8800 ohm 20U ohm 1 9 , 5 ohm 1^60 ohm 603 ohm "13 "

hk

= R1 5 = RM = Rx = 300 ohm 860 ohm 607 ohn 820 ohm t a h a n a n yang diukur

Metig-nol-kon a l a t vJkvr J

Pada "batas ukur rK ohm"» r a n g k a i a n raenjadi

MP 1 RM

Qy^c

• l i B12 BlU-X

Pada keadaan. ,1arum roenyinroang wenuh : Vah = 7 8 , 5 . 1 0 °(RM + B1 5)

= 7 8 , 5 . 1 0 "6( 8 2 0 + 607)

= 0,112 V o l t .

J a d i MP t i d a k b e k e r j a (OFF), k a r e n a MP (Germanium Diode) "bekerja pada t e -gangan 0 , 3 Volt a t a u l e M h Rea = RM + Rl 5 + R 3 + X = 1727 + X Re2 = Rn+ Rl 2 + Rl l ( - X = 2923 - X

B

S

. B e , // Bo

2

. ' ^ * M^

3

-

* >

Be3 . Bs • B8 . ( 1727 + X j ( ,3923 - X ) , 8 8 o o L. .Re. = I , R s Re, U650

-6

Rs I . R e - = 1,5

(

2*r.

x) * ^

-«•*

*

78,5 , ID"6. iS9Sfl°x) ( (1T27 * X^933 - X) + 8 8 0 0 ) . ^ 1. 1727+ X+ 29232:1! =' ^1 0 8»2 8

31 (1727 + X)(2923 - X) + »+092 x 10 = 1 9 1 0 8 , 2 8 . ( 2 9 2 3 - X) ? U 5.0U8.021 - 1727 X + 2923 X - X + it092.l0 = 19108,28(2923 - X) X2 - 2030U.28 X + 9,885,U8l « 0 v - - 2 0 , 3 0 ^ . 2 8 -f / ( 2 0 . 3 Q ^ , 2 S )2 - h x 9.S85.4S1 " 1 , 2 2 X = U99A375 ohn.

J a d i supaya a l a t ukur raenunjukksn n o l ohm, x>p.da v a k t u nena F den 0. dihubungk a n , madihubungka t a h a n a n X h a r u s same dengan ^99,1375 ohm. J i dihubungk a pena P dan O d i l e -p a s , maka t a k ada a r u s yang m e n g a l i r m e l a l u i a l a t u k u r . J a d i -oenunjuk a r u s pada s k a l a n o l dan i n l b e r a r t i penunjukan t a h a n a n pada s k a l a t a k h i n g g a (ro)

Pada b a t a s a r u s t :X10r, rangkaian menjadi :

Karena rangkaian d i j a j a r k a n dengan Fq, maka tahanan t o t a l yang d i a l a m i b a

-t e r a i men j a d i l e b i h k e c i l dibandingkon dengan pada b a -t a s ulcur rK ohm". A k i

-b a t n y a a r u s yang m e l a l u i -b a t e r a i ( i ) menjadi l e -b i h -b e s a r , yang menye-ba-bkan p u l a r u g i t e g a n g a n yang disebabken o l e h t a h a n a n dalam b a t e r a i bertambah b e -s a r . Sehingga tegangan Vac menjadi t u r u n dan a r u -s I . menjadi t u r u n p u l a . Supaya I., t e t a p , maka "tahanan X" h a r u s d i b u a t sedemikian rupa yang h a r g a -nya p a s t i l e b i h k e c i l d a r i pada U99,1375 ohm. Demikian p u l a pada b a t a s ukur

" X I " , tahanan X h a r u s l e b i h d i k e c i l k a n l a g i , k a r e n a r u g i teganpan pada b a -t e r a i l e b i h b e s a r l a g i .

Wattmeter

Wattmeter adalah a l a t untuk mengukur daya a k t i f . Yang d i u k u r oleh wattmeter adalah p e r k a l i a n a n t a r a n i l a i s e s a a t d a r i tegangan dan a r u s pada

W

n

beban gambar 1

Daya yang d i b e r i k a n pada beban pada garibar d i a t a s dapat d i u k u r dengan an-peremeter dan v o l t m e t e r yang dihubungkan s e p e r t i pada gambar d i a t a s , b i l a p e r l u diadakan k o r e k s i , j i k a amperemeter menunjukkan jumlah e r u s yang mela-l u i beban dan v o mela-l t m e t e r . J i k a a r u s yang m e mela-l a mela-l u i v o mela-l t m e t e r d i a b a i k a n , maka daya yang d i b e r i k a n pada beban dapat dinyatakan s e b a g a i h a s i l k a l i pembaca-an amperemeter dpembaca-an v o l t m e t e r . J a d i Wattmeter a d s l a h s u a t u a l a t ypembaca-ang berfung-s i berfung-s e b a g a i amperemeter dan v o l t m e t e r berfung-s e p e r t i pada gambar-gambar b e r i k u t i n i dan l a n g s u n g menunjukkan daya.

kumnaran t e t a t )

Q

jA>TJ beban gambar 2

•^&ls-K

kumt>aran b e r o u t a r

7

Li

beban

A l a t i n i t e r d i r i d a r i sebuah kumparan dengan sebuah jarum penunjuk, yang d i b e r i pasak h e r p u t a r , s e h i n g g a dapat b e r p u t a r dalam medan magnit d a r i kum-paran t e t a p dan ditalisn o l e h s u a t u pegas h a l u s dimana moraen kembalinya

( r e s t o r i n g t o r s i n y a ) sebanding dengan sudut penyimpangan. Momen penyimpan-nya pada kumparan b e r p u t a r i t u sebanding dengan a r u s yang m e l a l u i n y a dan medan magnit yang ditimbulkan pada kumparan t e t a p . Sedangkan medan magnit yang d i t i m b u l k a n pada kumparan t e t a p akan sebanding dengan a r u s yang melal u i n y a . J a d i , J i k a kumparan t e t a p i t u dengan s u a t u shunt dihubungkan s e p e r -t i hubungan ampereme-ter pada gambar 1 d i a -t a s , maka arus yang m e l a l u i n y a sebanding dengan a r u s l i n e dan medan magnit yang d i b a n g k i t k a n akan s e b a n ding dengan a r u s i n i . J i k a kumparan b e r p u t a r dengan s u a t u tahanari s e r i d i -hubungkan s e b a g a i v o l t m e t e r s e p e r t i pada gambar 1 d i a t a s , maka arus yang

53

raelaTuinyB afcsn sebanding dengon beda p o t e n s i a l ant&ra t e r m i n a l beben. Oleh k a r e n a i t u momea sinpangan i n i berban&ing l u r u s dengan h a s i l k a l i a n t a r a

arus dan b e d a p o t e n s i a l a t a u dengan daya yang d i b e r i k a n p a d s beban. Oleh k a r e n a pengaruh moraen i n i , kumparan i t u b e r r m t a r sampai k e p o s i s i dimana momen kembalinya sama dengan iromen penyisrDangan j dan k a r e n a momen kembeli

s e b e n d i n g den/^an sudut. -Denyimpan/ran, maka sudut -nenyimpansran akan sebanding denpan daya.