Upload
roy-rezky-purba
View
264
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
1/28
I. ALAT-ALAT UKUR
LISTRIK
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
2/28
Alat-alat ukur listrik adalah peralatan yang
digunakan untuk mengukur besaran-besaran
listrik, misalnya arus, tegangan, daya, dan
lain-lain. Berdasarkan prinsip kerjanya alatukur listrik dapat digolongkan menjadi tiga,
yaitu :
Alat ukur penunjuk (Indicating Instruments)Alat ukur pencatat (Recording Instruments)
Alat ukur penjumlah (Integrating Instruments)
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
3/28
Alat Ukur Penunjuk
Alat ukur penunjuk adalah alat ukur yang
langsung menunjukkan besaran yang diukur,
biasanya menggunakan jarum penunjuk.
Tetapi sekarang ada pula yang tidakmenggunakan jarum penunjuk yaitu alat ukur
digital. Banyak alat ukur yang termasuk
kategori ini, misalnya Voltmeter, Amperemeter,
Wattmeter.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
4/28
Alat Ukur Pencatat
Alat Ukur Pencatat adalah alat ukur yangmencatat secara terus menerus besaran yangdiukur selama periode waktu yang ditentukan.
Pada alat ini terdapat pena dan gulungankertas yang berputar. Pena tersebut akanbergerak sebanding dengan besaran listrikyang diukur sehingga perubahannya tercatat
secara kontinyu. Sebagai contoh adalahrecording voltmeteryang terdapat pada garduinduk yang mencatat fluktuasi tegangan yangterjadi.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
5/28
Alat Ukur Penjumlah
Alat ukur penjumlah adalah alat ukur yang
mengukur jumlah total energi listrik yang
dikonsumsi oleh suatu rangkaian dalam
periode waktu tertentu. Energi yang diukur inisebenarnya merupakan perkalian antara daya
aktif dengan waktu. Kilo Watt Hour meter
(kWH meter) merupakan contoh dari alat ukur
jenis ini.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
6/28
1.1. Prinsip Kerja Alat Ukur
Pada dasarnya alat ukur listrik menggunakan
efek-efek di bawah ini sebagai prinsip kerjanya
:
efek magnetik
efek panas
efek kimia
efek elektrostatik
efek induksi
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
7/28
Efek magnetik
Pada Gambar 1.1 (a) terdapat sebuah konduktoryang dialiri arus listrik dengan arah mundur.Sebagai akibatnya di sekitar konduktor ini akanterdapat medan magnet dengan arah berlawanan
dengan arah jarum jam. Gambar 1.1 (b)merupakan gambar medan magnet uniform. Bilakonduktor pada Gambar 1.1 (a) diletakkan padamedan magnet uniform ini maka hasil kombinasi
ke dua medan magnet ini seperti terlihat padaGambar 1.1 (c). Medan magnet di sebelah kirikonduktor akan menjadi lebih rapat jikadibandingkan dengan sebelah kanan.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
8/28
(a) (b) (c)
Gambar 1.1. Konduktor berarus di medan magnet
uniform
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
9/28
Hal ini akan mengakibatkan konduktor
bergerak ke kanan atau konduktor mendapat
gaya ke arah kanan. Kalau salah satu arah
medan magnet dibalik arahnya, maka gayayang terjadi pada konduktor tersebut arahnya
akan ke kiri. Pada alat ukur yang
menggunakan prinsip ini, gaya tersebut
digunakan sebagai momen penggerak jarum
penunjuk.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
10/28
Bentuk lain dari efek magnit ini dapat
diperoleh dari gaya antara kumparan yang
dialiri listrik (elektromagnet) dengan sebuah
magnet tetap, lihat gambar 1.2. Alat ukurkumparan putar (moving coil) adalah contoh
alat ukur yang menggunakan prinsip ini.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
11/28
Gambar 1.2 Gaya antara elektromagnet
dengan magnet tetap
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
12/28
Bila magnet tetap diganti dengan
elektromagnet maka akan diperoleh gaya tarik
atau tolak sesuai dengan polaritas
elektromagnet tersebut, Gambar 1.3.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
13/28
Gambar 1.3 Gaya antara 2 buah
elektromagnet
Alat ukur yang menggunakan prinsip ini adalah alat ukur tipe elektrodinamis.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
14/28
Efek Termal
Arus listrik yang melewati konduktor
menyebabkan panas akibat adanya tahanan
pada konduktor tersebut. Panas ini sebanding
dengan besarnya tahanan dan kuadrat arus.Panas ini akan menyebabkan perubahan
panjang konduktor, dan ini dapat digunakan
untuk menggerakkan mekanisme jarum
penunjuk alat ukur. Alat ukur kawat panas (hotwire instruments) menggunakan cara ini.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
15/28
Ada pula bentuk lain efek termal yaitu jika ada
persambungan (junction) dua buah metal yang
berbeda mengalami kenaikan temperatur
maka akan terjadi beda potensial diantarakedua metal tersebut. prinsip ini dapat
digunakan unutk mengukur arus dan
temperatur.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
16/28
Efek Kimia
Kalau arus listrik melewati suatu elektrolit,
akan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan
gas atau endapan pada salah satu
elektrodenya. Jumlah endapan atau gas inisebanding dengan perkalian antara arus
dengan waktu, sehingga prinsip ini dapat
digunakan untuk mengukur besaran listrik
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
17/28
Efek Elektrostatik
Jika dua buah pelat logam diberi muatan listrik
maka akan terjadi gaya di antara kedua pelat
tersebut. gaya ini dapat digunakan untuk
menggerakkan salah satu pelat yangdihubungkan dengan mekanisme jarum
penunjuk. Alat ukur yang menggunakan
prinsip ini disebut alat ukur elektrostatis dan
pada umumnya berupa sebuah voltmeter
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
18/28
Efek Induksi
Jika sebuah prinsip logam diletakkan padamedan magnet yang berubah-ubah atau yangdihasilkan oleh arus bolak-balik, akan timbultegangan induksi pada piringan. Piringanlogam ini dapat dianggap sebuah rangkaiantertutup, sehingga pada piringan tersebut akantimbul arus putar. Interaksi antara arus pusarini dengan medan magnet bolak balik akanmenghasilkan gaya yang menyebabkanpiringan berputar. Prinsip induksi ini terutamadigunakan pada alat pengukur energi listrik.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
19/28
Tabel di bawah ini menunjukan penggunaan efek-efek di
atas pada alat ukur.
Efek
- Efek magnetik Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter,
Alat Ukur Penjumlah
- Efek panas Amperemeter, Voltmeter
- Efek kimia DC ampere hour meters
- Efek elektrostatik Voltmeter
- Efek induksi Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter,
Alat ukur Penjumlah
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
20/28
1.2. Tanda-Tanda Alat Ukur
Pada umumnya alat ukur pada bagian depan
atau di buku petunjuknya terdapat tanda-tanda
yang menunjukkan cara menggunakan,
konstruksi, ketelitian dari alat tersebut. tabel dibawah ini merupakan contoh tanda-tanda alat
ukur.
TABEL TANDA TANDA ALATUKUR
http://c/Users/Acer/Pictures/Untitledddd.pnghttp://c/Users/Acer/Pictures/Untitledddd.pnghttp://c/Users/Acer/Pictures/Untitledddd.pnghttp://c/Users/Acer/Pictures/Untitledddd.png7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
21/28
1.2 Alat Ukur Penunjuk
Dalam sub bab ini akan dibahas mengenai
gaya atau momen yang diperlukan dan
dikonstruksi dari alat ukur ini.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
22/28
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
23/28
1.2.1 Gaya pada Alat Ukur
Pada alat ukur penunjuk ada tiga buah gaya
atau momen yang bekerja yaitu gerak, gaya
lawan, dan gaya redaman. Ketiga gaya ini
mempunyai fungsi yang berbeda-beda,demikian pula cara mendapatkannya.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
24/28
1.2.1.1 Gaya Gerak
Fungsi dari momen gerak ini adalah untuk
menggerakkan jarum penunjuk dari posisi nol.
cara memperoleh gaya gerak ini telah dibahas
pada sub bab 1.1.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
25/28
1.2.1.2 Gaya Lawan
Gaya lawan ini diperlukan untuk melawan
gaya gerak sehingga arus yang menghasilkan
gaya gerak atau simpangan jarum penunjuk
sebanding dengan penunjukkan jarumpenunjuk. Tanpa adanya gaya lawan jarum
penunjuk akan bergerak terus. Fungsi yang
lian adalah untuk mengembalikan jarum
penunjuk ke posisi semula.
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
26/28
Cara Menghasilkan Gaya Lawan
a. Cara Gravitasi
Cara ini hanya dapat digunakan pada alat ukur
yang digunakan secara vertikal. Sebuah
pemberat dilatakkan pada lengan bagian yangbergerak, Gambar 1.4.
Gambar 1 4 Momen Lawan tipe
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
27/28
Gambar 1.4 Momen Lawan tipegravitasi
7/22/2019 alat ukur [Autosaved]
28/28
Gaya/Momen lawan yang dihasilkan :
W dan l merupakan hrga konstan, sehingga :
Kesimpulannya momen/gaya lawan sebanding
dengan sinus sudut simpangannya.