Voltmeter dc Prinsip kerja Defleksi instrument PMMC sebanding

Voltmeter dc

Prinsip kerja • Defleksi instrument PMMC sebanding dengan arus yang mengalir melalui kumparan bergerak. • Arus pada kumparan secara langsung sebanding dengan tegangan yang melintasi kumparan shg skala PMMC dpt dikalibrasi untuk menunjukkan tegangan. • Hambatan kumparan biasanya cukup kecil sehingga tegangan kumparan juga sangat kecil. • Agar dpat menunjukkan tegangan maka perlu dihubungkan dengan resistor yang dirangkai secara seri thd instrument.

Rangkaian voltmeter • Rs menyatakan hambatan pengali • Rm menyatakan hambatan kumparan • Berlaku bahwa V = Im (Rs + Rm)

Contoh • Sebuah instrument PMMC dgn FSD 100 µA dgn Rm = 1 k akan diubah mjd volmeter. Tentukan hambatan pengali yg dibutuhkan jika akan digunakan pada 50 V pada FSD, tentukan juga nilai tegangan jik instrumen menunjukkan 0, 5 FSD Penyelesaian: • untuk V = 50 V, Im = 100 µA maka Rs = 499 k • Pada 0, 5 FSD berlaku bahwa Im = 0, 5 x 100 µA =50 µA V = Im ( Rs + Rm) V = 50 µA (499 k +1 k) V = 25 V

Sensitivitas Volmeter • Secara matematis dinyatakan dalam persamaan dengan S = sensitivitas voltmeter V = rangkuman tegangan yg ditentukan posisi saklar

Contoh • Sebuah instrument PMMC dgn FSD 100 µA dgn Rm = 1 k akan diubah mjd volmeter. Tentukan hambatan pengali yg dibutuhkan jika akan digunakan pada 50 V pada FSD, • Berdasarkan persamaan S =1/0, 0001 S =10000 Ω/V Rs = ( S x V ) – Rm Rs = (10000 Ω/V) x 50 V -1 k Rs = 499 k

Efek Pembebanan • Apabila tegangan pada tahanan 50 k diukur dgn voltmeter dgn sensitivitas 1000 Ω/V dgn rangkuman 50 V maka dpt disimpulkan bhwa pada rangkuman 50 V hambatan volmeter adalah 50 k. karena posisinya pararel thd hambatan 50 k maka hambatan totalnya mjd 125 k akibatnya volmeter akan menunjukkan pembacaan V = (25/125)* 150 V = 30 V padahal tegangan sebenarnya adalah (50/150) x 150 v = 50 V

lanjutan • Berdasarkan hasil perhitungan tersebut disimpulkan bahwa voltmeter akan mengandung kesalahan = (50 V – 30 V )/50 V = 0, 4 = 40 %

Ohmmeter Type Seri • Jarang ditemukan adanya ohmmeter yang merupakan intruments individual • Tersusun atas sumber tegangan, hambatan standar dan instrumen arus kecil PMMC.

Tampilan Fisik Multimeter

• Saat terminalnya dihubung singkat (Rx = 0) maka defleksi maksimum akan terjadi. • Saat Rx = R 1 maka terjadi setengah defleksi maksimum • Pada saat terminalnya terbuka maka defleksinya adalah nol.

Analisis rangkaian • Arus yang ditunjukkan ampermeter adalah • Saat terminalnya dihubung singkat maka • Jika dipilih R 1 dan Rm akan mencapai FSD jika terminalnya dihubung singkat (FSD ditandai dengan 0 ( zero ohm)). • Pada saat Rx = 0 maka pointer akan menunjukkan nilai 0 Ω. • Saat terminal terbuka maka Rx = ~

lanjutan • Tidak peduli arus yg mengalir dan pointer akan menunjukkan arus nol (ditandai tanda ~) pada skala hambatan. • Jika hambatan Rx berada pd range 0 - ~ dihubungkan pada pointer maka arus pada meter lebih besar dri nol tetap lebih kecil dari FSD.

Skala ohmmeter • Misalkan pada kasus E= 1, 5 V , • Penyelesaian 100 µA dan R 1 yang akan menyebabkan (R 1 +Rm) = 15 kΩ Im = 100 µA (FSD) tentukan arus yang akan pada 0, 5 FSD maka ditunjukkan instrumen pada saat Rx = 0 dan skala Im = 100 µA /2 hambatan pd 0, 5 FSD. Im = 50 µA Rx = (1, 5 V/50 µA)-15 kΩ Rx = 15

catatan • Hambatan terukur akan berada pusat skala sama dengan hambatan internal ohmmeter (Rx = R 1 + Rm). Hal ini masuk akal karena pada FSD maka total hambatannya adalah R 1 + Rm sehingga ketika hambatannya dibut dua kali lipat maka Rx + R 1 + Rm = 2 (R 1 -Rm) arus pada rangkaian menjadi setengahnya.

Ohmeter dgn penyetel Nol • Ohmmeter akan tetap bekerja dengan baik jika tegangan baterai 1, 5 V. • Saat tegangan baterai menurun maka skala instrumen sudah tidak benar. • meskipun R 1 distel untuk memperoleh FSD ketika pointernya dihubungsingkat maka skala akan tetap salah karena setengah skala menyatakan hambatan baru R 1 +Rm • Untuk mengatasinya dgn menambahkan hambatan pararel thd meter

• Persaman arus baterai • Jika

Teknik Pemakaian Ohmmeter • Tiap kali akan memakai Ohmmter maka pertama kali hubungsingkat probenya kemudian atur R 2 (Zero Ohm) pada FSD.

Contoh soal • Jika E = 1, 5 V, R 1 = 15 k, Rm = R 2=50 dan meter FSD = 50 µA, tentukan pembacaan skala pada 0, 5 FSD dan tentukan hambatan baru shg R 2 harus disesuaikan jika E turun menjadi 1, 3 V

Penyelesaian • Pd 0, 5 FSD dg E = 1, 5 V Vm = Im x Rm = 25 µA x 50 = 1, 25 m. V I 2 = (Vm/R 2) = 25 µA Ib = I 2 + Im = 50 µA Rx + R 1 = (E/Ib)= 30 k Rx = 15 k • Pada Rx = 0 dan E=1, 3 V Ib = E/(Rx+R 1) = 1, 3/(0+15 k) = 86, 67 µA I 2 =Ib – Im (FSD) = 86, 67 µA – 50 µA = 36, 67 µA Vm = Im x Rm = 50 µA x 50 = 2, 5 m. V R 2 = (Vm/I 2) = 68, 18

Ohmmeter Type Shunt • Ohmmeter tipe seri dapat diubah mjd ohmmter rangkuman ganda dgn menghubungkan dgn hambatan standar dan saklar rotari. • Dengan rangkaian ohmmeter tipe shunt maka penyetelan nol tidak perlu dilakukan berulang setiap kali merubah range/skala pembacaan.

Tentukan arus dan hambatan yg ditunjukkan gambar berikut pada range R X 1 jika Rx = 0 • Ib = 62, 516 m. A Dgn menggunakan aturan pembagi tegangan maka Im = 62, 516 m. A x(10 /(10+16, 685 k) Im = 37, 5 µA = Skala penuh = 0 Ω