This Paper A short summary of this paper 35 Full PDFs related to this paper Galvanometer berfungsi untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil. Jika kuat arus dan beda potensial relatif besar, galvanometer tidak akan berfungsi dengan baik. Agar galvanometer berfungsi dengan baik pada rangkaian dengan kuat arus dan beda potensial relatif besar, pada galvanometer harus dipasang hambatan eksternal, seperti hambatan shunt atau hambatan depan. Hambatan shunt adalah hambatan eksternal yang dipasang pada amperemeter untuk mengukur/ membatasi kuat arus dan beda potensial. Alat yang digunakan berupa resistor. Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Apabila resistor dipasang secara seri, untuk menghitung beda potensial dan kuat aurs pada satu ujung resistor, berlaku rumus : V = I . R atau I = E/R E adalah Gaya Gerak Listrik Besar hambatan shunt (Rsh) lebih kecil daripada hambatan galvanometer (Rg), sehingga arus yang menyimpang melaluinya (Ish) lebih besar daripada arus yang melalui galvanometer (ig). Rsh = Rg/n-1 n = i/ig Rsh = (ig/ish) . Rg i = ish + ig Jika amperemeter mempunyai hambatan dalam (RA) dan batas ukur kuat arus (i) ingin diperbesar menjadi iI = n.i, maka harus dipotong tahanan/hambatan shunt (Rsh) yang disusun paralel dalam amperemeter. Nilai n adalah nilai perbesaran pada amperemeter, voltmeter atau galvanometer. Rsh
= RA/n-1 n = iakhir/iawal ish = n-1 . i RA = V/i RA = V1 – V2 . R V1 adalah beda potensial yang terbaca pada amperemeter. V2 adalah beda potensial yang terbaca pada voltmeter. Pada rangkaian amperemeter arus searah (DC), kuat arus shunt (Ish) lebih besar daripada kuat arus defleksi penuh (Idp) yang mengalir pada penggerak itu sendiri. Rumus : Ish = I - Idp Rsh = Idp . RA Keterangan : RA adalah hambatan dalam amperemeter I adalah arus skala penuh Jika amperemeter disusun paralel dengan galvanometer dan resistor, berlaku rumus : RA = Rg . Rsh Jika voltmeter mempunyai hambatan dalam (RV), daya batas ukur/beda potensial (V) akan diperbesar menjadi VI = nV, maka pada voltmeter harus dipasang tahanan muka/depan (Rm) yang disusun seri dengan voltmeter. Rumus : Rm = (n-1) . RV n = V/Vv atau n = Vakhir/Vawal Jika voltmeter disusun seri dengan galvanometer dan resistor, berlaku rumus : RV = Rsh + Rg Rsh = (n-1) . Rg Vsh/Vg = Rsh/Rg Vtotal = Vsh + Vg Voltmeter memiliki skala penuh atau batas ukur maksimum. Tegangan yang diukur terkadang melebihi batas ukur maksimum voltmeter. Untuk mengatasi hal tersebut, batas ukur voltmeter dapat diperbesar dengan menambah hambatan depan yang dipasang secara seri dengan voltmeter tersebut. Pada rangkaian tahanan tinggi, voltmeter bertindak sebagai hambatan shunt, sehingga dapat memperkecil tahanan ekivalen dalam rangkaian tersebut. Hal ini disebabkan oleh sensitivitas yang rendah. Kondisi ini disebut efek pembebanan. Efek pembebanan dapat diperkecil dengan sensitivitas tertinggi atau rangkuman tertinggi. Polaritas yang salah atau terbalik dapat menyebabkan voltmeter menyimpang dan dapat merusak jarum pada voltmeter. Hambatan depan memiliki fungsi yang sama dengan hambatan shunt. Hambatan depan lebih besar daripada hambatan galvanometer (Rg). Untuk mengukur beda potensial adalah dengan menambahkan hambatan depan yang disusun seri dengan galvanometer. Rumus : Vg = ig . Rg Rm = (n-1) . RC n = V/Vg Konversi Tahanan/Hambatan Listrik 1 ohm = 109 nanoohm (nΩ) 1 ohm = 106 mikroohm (µΩ) 1 ohm = 103 miliohm (mΩ) 1 ohm = 10-3 kiloohm (kΩ) 1 ohm = 10-6 megaohm (MΩ) 1 ohm = 10-9 gigaohm (GΩ) Konversi Satuan Ampere Nanoampere (nA) 1.000.000.000 Microampere (μA) 1.000.000 Miliampere (mA) 1000 Ampere (A) 1 Kiloampere (kA) 0,001 atau 10-3 Megaampere (MA) 0,000001 atau 10-6 Gigaampere (GA) 0,000000001 atau 10-9 A ke mA dibagi 1000 kA ke A dikali 1000 Sensitivitas Galvanometer Sensitivitas galvanometer terbagi menjadi a. Sensitivitas Arus Sensitivitas arus adalah perbandingan defleksi galvanometer terhadap kuat arus yang menghasilkan defleksi tersebut. Rumus : SI = d/I Keterangan : d adalah defleksi galvanometer (mm) I adalah kuat arus galvanometer (μA) b. Sensitivitas Tegangan Sensitivitas tegangan adalah perbandingan defleksi galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkan defleksi tersebut. Rumus : Sv = d/V Keterangan : d adalah defleksi galvanometer (mm) V adalah kuat arus galvanometer (mV) c. Sensitivitas Mega-Ohm Sensitivitas mega-ohm adalah tahanan (dalam mega-ohm) yang dihubungkan secara seri dengan galvanometer agar menghasilkan defleksi sebesar 1 bagian skala apabila tegangan sebesar 1 volt dimasukkan ke rangkaian tersebut. Apabila tahanan ekivalen dari galvanometer yang dipasang secara paralel diabaikan terhadap tahanan (dalam mega-ohm) yang terpasang seri dengannya, maka kuat arus yang dimasukkan akan sama dengan 1/R dan menghasilkan defleksi sebesar satu bagian (divisi), maka sensitivitas mega-ohm sama dengan sensitivitas arus. Rumus : SR = d/I Keterangan : d adalah defleksi galvanometer (mm) I adalah kuat arus galvanometer (μA) d. Sensitivitas Balistik Sensitivitas balistik adalah perbandingan defleksi maksimal galvanometer (dm) terhadap jumlah muatan listrik (Q) yang menghasilkan defleksi tersebut. Rumus : SQ = d/ Q Keterangan : d adalah defleksi galvanometer (mm) Q adalah muatan listrik (μC) Defleksi Defleksi adalah besarnya jarak pergeseran atau perpindahan pada batang akibat adanya beban yang bekerja pada penampang batang tersebut. Defleksi terbagi menjadi dua, yaitu : a. Defleksi Aksial adalah defleksi yang terjadi apabila beban yang bekerja sejajar dengan penampang batang tersebut. Defleksi aksial disebut juga defleksi tarik atau tekan. b. Defleksi Lateral adalah defleksi yang terjadi apabila beban yang bekerja tegak lurus terhadap sumbu penampang batang tersebut. Defleksi lateral disebut juga defleksi lendutan. Tahanan Pengali Tahanan pengali berfungsi untuk membatasi arus ke alat ukur agar tidak melebih arus skala penuh (Idp), sehingga besar batas ukur tegangan dapat dengan mudah ditentukan. Jika batas ukur mencapai 500 volt, tahanan pengali dipasang di dalam kotak voltmeter. Jika batas ukur melebih 500 volt, tahanan pengali dipasang pada sepasang probe kutub yang terletak di luar kotak. Hal ini dilakukan untuk mencegah kelebihan panas di bagian dalam voltmeter. Sensitivitas dapat digunakan untuk menentukan tahanan pengali pada voltmeter arus searah. Keterangan : Im adalah arus defleksi dari alat ukur Rm adalah tahanan dalam alat ukur Rs adalah tahanan pengali V adalah tegangan maksimum atau batas ukur yang ditentukan oleh posisi saklar S adalah sensitivitas voltmeter (Ohm/Volt) Sebuah amperemeter mempunyai hambatan 4,95 ohm dengan batas ukur maksimum 100 mA. Jika batas ukurnya akan dijadikan 10 A, berapa besar hambatan shunt yang harus dipasang ? Jawab : iawal = 100 mA = 0,1 A n = iakhir/iawal = 10/0,1 = 100 Rsh = RA/n-1 = 4,95/100 – 1 = 4,95/99 = 0,05 ohm Contoh 2 : Suatu voltmeter mempunyai daya batas ukur/ daya ukur maksimum 25 V dan hambatan dalam 2kΩ. Untuk mempertinggi daya ukurnya dipasang tahanan depan 78 kΩ. Berapa daya ukur maksimum sekarang ? Jawab : RV = 2kΩ = 2000 Ω Rm = 78 kΩ = 78000Ω Rm = (n-1) . RV 78000 = (n – 1) . 2000 78000/2000 = n - 1 39 = n – 1 n = 39 + 1 = 40 n = vakhir/vawal 40 = Vakhir/25 Vakhir = 40 . 25 = 1000 volt Contoh 3 : Galvanometer memiliki hambatan 160 ohm dengan arus 2 mA agar menghasilkan simpangan dengan skala penuh. Berapa tahanan shunt yang harus dipakai agar menghasilkan amperemeter yang memberikan simpangan skala penuh dengan arus 2,2 A?. Jawab : ig = 2 mA = 0,002 A i = 2,2 A i = ish + ig ish = i – ig = 2,2 – 0,002 = 2,198 Rsh = (ig/ish) . Rg = (0,002/2,198) . 160 = 0,00090 . 160 = 0,144 ohm Contoh 4 : Galvanometer memiliki hambatan 120 ohm untuk arus 1 mA, sehingga memberikan simpangan skala penuh. Berapa besar hambatan shunt yang disusun seri untuk merancang sebuah voltmeter yang dapat memberikan simpangan skala penuh pada beda potensial 3 volt ? Jawab : i = 1 mA = 0,001 A V = i . (Rsh + Rg) 3 = i . (Rsh + Rg) 3 = 0,001 (Rsh + 120) 3/0,001 = Rsh + 120 Rsh = 3000 – 120 = 2880 ohm Contoh 5 : Galvanometer memiliki hambatan 100 ohm memberikan simpangan pada skala penuh dengan arus 1,3 mA. Untuk merancang ohmmeter, komponen tersebut dihubungkan dengan baterai 2 V. Berapa besar hambatan shunt yang harus diberikan ? Jawab : i = 1,3 mA = 0,0013 A V = i . (Rsh + Rg) 2 = i . (Rsh + Rg) 2 = 0,0013 (Rsh + 100) 2/0,0013 = Rsh + 100 Rsh = 1538,46 – 100 = 1438,46 = 1438 ohm Contoh 6 : Sebuah galvanometer memiliki arus skala penuh 1,6 mA dan hambatan kumparan RC = 35 ohm. Berapa hambatan shunt yang harus dipasang seri dengan kumparan galvanometer untuk menghasilkan sebuah voltmeter dengan tegangan skala penuh 300 V ? Jawab : ig = 1,6 mA = 0,0016 A RC = Rg, maka Vg = ig . RC = 0,0016 . 35 = 0,056 volt n = V/Vg = 300/0,056 = 5357,14 Rsh = (n-1) . Rg = (5357, 14 – 1) . 35 = 5356,14 . 35 = 187464,9 = 187.465 ohm Contoh 7 : Sebuah galvanometer dengan hambatan 30 Ohm akan mengalami simpangan maksimum jika tegangannya 60 volt. Agar dapat digunakan untuk mengukur tegangan hingga 450 volt, tentukanlah besar hambatan depan yang harus dipasang secara seri! Jawab : n = Vakhir/Vawal = 450/60 = 7,5 Maka, Rm = (n-1) . Rg Rm = (7,5 – 1) . 30 = 195 Ohm Contoh 8 : Sebuah galvanometer yang hambatannya 60 Ohm akan mengalami simpangan maksimum jika dilalui arus 3,5 A. Agar dapat digunakan untuk mengukur tegangan hingga 400 volt, maka harus ditambahkan resistor secara seri. Berapa hambatan resistor tambahan tersebut? Jawab : V = I . R = 3,5 . 60 = 210 volt n = Vakhir/Vawal Rm = (n – 1) . Rg Contoh 9 : Sebuah amperemeter memiliki batas ukur 20 mA dengan hambatan dalam 300 Ohm. Berapa hambatan shunt yang harus dipasang agar batas ukurnya menjadi 250 mA? Jawab : Ish = I - Idp = 250 – 20 = 230 mA Rsh = Idp . RA = 20 . 300 = 6000/230 = 26,08 Ohm Galvanometer dapat dipasang di berbagai jenis rangkaian listrik jembatan. Salah satunya adalah jembatan Wheatstone. Tentang jembatan-jembatan tersebut terdapat dalam artikel Rangkaian Listrik Jembatan |
Voltmeter dengan hambatan dalam .0 4 ohm hanya dapat mengukur arus maksimum 12 V
Pos Terkait
Copyright © 2024 apacode Inc.
