BAB IV
MULTIMETER
AMPERE METER DC Menggunakan Kumparan putar Kemampuan arus kumparan putar terbatas. Agar bisa digunakan untuk mengukur arus besar harus dipasang R shunt
I = m.Im m = Rm+ Rsh Rsh m : faktor pengali Vsh = Vm (paralel) Ish . Rsh = Im . Rm
Rsh
I m . Rm = I − Im
Mengubah Batas Ukur Ampere meter DC Dipasang Rsh untuk setiap Batas Ukur
Kelemahan : ada kemunkinan kumparan terpasang tanpa Tahanan Shunt (Rsh). Contoh: Besarnya Im = 1 mA. Jika tahanan pesawat Rm = 105 ohm, nilai batang ukur yang dipakai 0 – 10 mA, 0 – 100 mA, 0 – 1 Amper. Berapakah besarnya : Rsh 1, Rsh 2, Rsh 3. ?
Penyelesaian : Rsh 1
Im Rm 1 . 105 = = I 1 − Im 10 − 1
Rsh 1
= 11.67 Ohm
Rsh 2
Im . Rm = 1, 06 Ohm = 100 − 1
Rsh 3
105 = = 0,105 ohm 999
Ampere Meter Shunt Ayrton (universal) Kelebihan : kumparan putar lebih aman karena selalu terpasang dengan Tahanan Shunt (Rsh)
Contoh: Besar tahanan alat ukur Rm = 50 Ohm dan Im = 1 mA. Hitunglah berapa tahanan yang digunakan untuk Rsh 1, Rsh 2, Rsh 3. Penyelesaian : pada alat saat saklar dikedudukan (S1) seperti besar tahanan yang paralel dengan alat ukur : Rsh 1 = R1 + R2 + R3 Pada saat saklar dikedudukan (S2) tahanan yang paralel dengan alat ukur : Rsh 2 = R2 + R3 dan R1 seri dengan Rm. Pada saat saklar dikedudukan (S3) tahanan paralel dengan alat ukur : Rsh 3 = R3 dan R1, R2 seri dengan Rm.
Im . Rm Rsh 1 = I1 − Im 1 . 50 R1 + R2 + R3 = 1000 − 1 mA R1 + R2 + R3 = 0,05005 Ohm ………………………… I
Im . ( Rm + R1 ) Rsh 2 = I2 − Im 1 ( Rm + R1 ) 50 Ohm + R1 = R2 + R3 = 5 A − 1 mA 4999 4999R2+4999R3 – R1 = 50 ohm
………………….
II
Im ( R2 + R1 + Rm) Rsh 3 = I 3 − Im 1 (50 + R1 + R2 ) 50 + R1 + R 2 R3 = = 10 A − 1 mA 9999 9999R3 – R1 – R2 = 50 ohm
………………….
III
Dari 1) dan 2) 4.999 R3 + 4.999 R2 + 4.999 R1 = 250,2 4.999 R3 + 4.999 R2 - R1 = 50 5000 R1 R1
= 200,2 = 0.04004 ohm
Dari pers I dan III
9.999R3 + 9.999R2 + 9.999R1 9.999R3 - R2 - R1 10000R2 + 10000 . 0,04004 10000R2 + 400,4 10000R2 R2
= 500,45 = 50 = 450,45 = 450,45 = 50,05 = 0,005005Ώ
R1 + R2 + R3 = 0,05005 0,04004 + 0,005005 + R3 = 0,05005 R3 = 0,05005 – 0,045045 R3 = 0,005005 Ohm
Voltmeter DC Menggunakan Kumparan putar Dipasang R seri (Tahanan Pengali) mengubah kumparan putar menjadi voltmeter R2
V = (R1+R2) I R1:Tahanan Dalam Kump Putar R2: Tahanan Seri (R Pengali)
V
R1
Voltmeter Multi Range 10V 50V
R1 R2 R3
250V
Rm Im= 1mA Rm = 100Ohm
Hitunglah R1, R2, R3 untuk batas ukur 10V, 50V, 250V
Batas Ukur 10V: V = (R1+Rm)Im 10 = (R1 + 100)0,001 R1 + 100 = 10000 R1 = 9900 Ohm Batas Ukur 250V: V = (R3+Rm)Im 250 = (R3 + 100)0,001 R3 + 100 = 250000 R3 = 249900 Ohm
Batas Ukur 50V: V = (R2+Rm)Im 50 = (R2 + 100)0,001 R2 + 100 = 50000 R2 = 49900 Ohm
R1 250V
R2
R3
50V 10V
Rm Rm = 100Ohm Im = 1mA
Hitunglah Nilai R1, R2, R3 Untuk batas ukur 250V, 50V, 10 V
Penyelesaian: Batas Ukur 10V V = Im (R3+Rm) 10= 0,001(R3+100) R3=10000-100=9900 Ohm
Batas Ukur 50 V V = Im (R2+R3+Rm) 50 = 0,001(R2+9900+100) R2 =50000 – 10000 = 40K Ohm
Batas Ukur 250 V V = Im (R1+R2+R3+Rm) 250=0,001(R1+40000+9900+100) R1 = 250000 – 50000 = 200K Ohm
Sensitivitas Voltmeter Sensitivitas Voltmeter dinyatakan dalam Ω/V. Jika suatu voltmeter mempunyai Sensitivitas 5000Ω/V maka untuk menyimpang 1 volt skala penuh diperlukan tahanan dalam Rm = 5000Ω Contoh: Suatu Voltmeter mempunyai range pemmbacaan 10V, 50V, 250 V. jika sensitivitas S=5KΩ/V hitunglah Tahanan dalam Voltmeter untuk setiap batas Ukur.
Penyelesaian BU 10 Volt Rd = S x BU = 5000 x 10 = 50K Ohm
BU 50 Volt Rd = S x BU = 5000 x 50 = 250 K Ohm
BU 250 volt Rd = S x BU = 5000 x 250 = 1,25 M Ohm
Efek Pembebanan Terjadi saat volmeter dengan tahanan dalam kecil digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian bertahanan besar. Voltmeter dipasang pada rangkaian secara paralel, sehingga tahanan dalam voltmeter juga paralel terhadap beban (Rangkaian yang diukur). Jika Tahanan dalam Voltmeter kecil maka akan menghasilkan Tahanan ekivalen yang kecil, dan akan menghasilkan pembacaan tegangan yang lebih kecil dari nilai sebenarnya.
Hitung berapa tegangan hasil pembacaan voltmete jika s = 4KΩ/V Dan batas ukur 5 Volt.
Penyelesaian Tegangan V2 Ideal:
R2 500 x6Volt V2 = xVs = 1000 R1 + R 2 V 2 = 3volt Tegangan Hasil pengukuran: Rd = S x BU = 4000 x 5 = 20K Ohm Rp =R2 // Rd
500 K .20 K Rp = = 19,2 KΩ 500 K + 20 K
19,2 K Rp = x6Volt = 0,22Volt V2= xVs R1 + Rp 500 K + 19,2 K Untuk Mengurangi kesalahan pengukuran tegangan diperlukan volmeter dengan nilai sensitivitas yang besar
Latihan:
Hitunglah: tegangan pengukuran dan Persentase kesalahan setiap voltmeter jika digunakan Dua buah voltmeter dengan s = 1000Ω/V (Voltmeter I) s = 20000Ω/V (Voltmeter II) BU = 50V
OHM Meter Ohm meter type seri Terdiri dari kumparan putar yang diseri dengan tahanan dan baterry R1: Tahanan pembatas Arus R2: Tahanan Kalibrasi Nol Rx : Tahanan yang diukur Rm : Tahanan dalam Kumparan Putar
Cara Kerja; Saat titik a dan b dihubung singkat, dengan memutar R2 maka jarum akan menunjuk pada skala penuh (0) Saat a dan b terbuka jarum tidak bergerak(~). Untuk skala siantara 0 dan ~ didapat dengan cara menghubungkan dengan tahanan yang sudah diketahui.
Design terpopuler / banyak dipakai Kelemahan: bila tegangan baterry berkurang tidak bisa kalibrasi nol
Ohm meter type Shunt Diperlukan Saklar untuk memutuskan hubungan baterry ke rangkaian saat alat tidak dipakai. R1 = Tahanan pembatas arus Rx = Tahanan yang diukur Rm = Tahanan dalam kumparan putar
Cara Kerja: Saat A dan b dihubung singkat maka tidak ada arus yang mengalir di kumparan putar, jarum tidak bergerak (0). Saat A dan B terbuka ada arus yang mengalir di kumparan putar, dengan mengatur R1 maka jaru bisa menunjuk pada skala penuh (~).
Ohm meter type ini biasa digunakan untuk pengukuran tahanan yang kecil.
Penggunaan Multimeter Ohm meter 1. 2.
3.
Saklar jangkahnya dibuat pada posisi ohm. Pada posisi ohm biasanya ditandai dengan tulisan R x 1, R x 100, R x 1000 atau R x 1 K, R x 10 K. Setiap pemilihan saklar jangkah pada penggunaan multimeter, harus melakukan kalibrasi alat ukur. Kalibrasi alat ukur dilakukan dengan cara menghubungkan konektor postif (+) dengan konektor negatif (-) alat ukur, kemudian atur penunjukkan jarum pada angka nol melalui pengatur yang tersedia pada alat ukur. Konektor yang berwarna hitam dihubungkan dengan bagian yang bertanda (-) (common), sendangkan konektor yang berwarna merah dihubungkan dengan bagian yang bertanda posistip (+).
4.
5.
6.
Ujung konenktor (kawat merah dan hitam) saling ditempelkan sehingga jarum menyimpang ke kanan. Atur tombol pengatur nol (Zero adjust) agar jarum menunjuk tepat pada angka nol ohm yang artinya kita menolkan alat ukur. Dengan demikian alat ukur sudah di nolkan, dan siap untuk digunakan. Kedua konektor kita lepaskan, sekarang tahanan (Rx) yang hendak diukur ditaruh diantara titik-titik terminal kawat merah dan hitam. Maka jarum akan menunjukkan suatu angka. Angka yang ditunjukkan kalikan dengan angka yang ditunjuk oleh posisi saklar jangkah.
7.
Misalnya posisi saklar pada R x 100, jarum menunjukkan angka 40. Maka harga tahanan = 40 x 100 = 4000 Ohm. Jika saklar pada posisi R x 1 jarum menunjuk angka 8, maka besar tahanan R = 8 x 1 Ohm = 8 Ohm. 8. Perhatian ! Sewaktu mengukur jangan memegang kedua terminal tahanan, karena bisa mengakibatkan salah ukur. 9. Pilihlah posisi saklar yang menghasilkan simpangan jarum jauh kekanan, karena dibagian kanan papan skala harga-harga akan mudah dibaca, dan pengukuran lebih cermat. 10. Setiap kali sesudah memindahkan saklar, alat ukur harus dinolkan kembali sebelum melakukan pengukuran. 11. Jangan menghubungkan Ohm meter dengan rangkaian yang bertegangan / berarus.
Ampere meter 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Pasang kabel colok sesuai dengan polarisnya Hubungkan ampere meter seri terhadap rangkaian yang diukur. Perhatikan Polaritasnya Gunakan batas Ukur tertinggi bila tidak mengetahui besar arus yang diukur Turunkan Batas Ukur sampai didapatkan penunjukan yang akurat Jangan menghubungkan ampere meter dengan sumber tegangan
Volt meter 1. Pasang colok pada terminal yang tersedia sesuai dengan polaritasnya 2. Hubungkan voltmeter secara paralel terhadap rangkaian yang diukur 3. Perhatikan polaritasnya 4. Gunakan Batas Ukur tertinggi bila tidak mengetahui nilai tegangan yang diukur. 5. Turunkan Batas Ukur sampai didapatkan penunjukan yang akurat 6. Hati – hati terhadap efek pembebanan
