PERCOBAAN B-1

VOLTMETER DAN AMPEREMETER

I. MAKSUD DAN TUJUAN

A. Mengukur kuat arus dan beda tegangan pada rangkaian aru searah.

B. Mengukur tahanan dalam dari voltmeter dan amperemeter.

C. Mengenal daerah pengukuran voltmeter dan amperemeter.

II. TEORI DASAR

A.1. Mengukur kuat arus. (gambar 1a dan 1b)

I i

R R i i i

Gambar 1a Gambar 1bAmperemeter adalah alat yang digunakan intuk mengukur kuat arus listrik.

Gerakan dasar suatu amperemeter adalah galvanometer PMMC (Permanent

Magnet Moving Coil). Karena gulungan kumparan dari sebuah gerakan dasar

adalah kecil dan ringan maka amperemeter hanya dapat mengalirkan arus yang

kecil. Bila arus yang akan diukur besar, maka arus tersebut harus dialirkan

kesebuah tahanan shunt yang dipasang pararel terhadap ampermeter sehingga

penurunan tegangan pada tahanan shunt dan ampereneter harus sama

2. Mengukur beda tegangan. (gambar 2a dan 2b)

I i

R R i i a b a b Voltmeter merupakan alat untuk mengukur suatu tegangan, biasanya voltmeter

dipasang pararel dengan rangkaian. Batas ukur suatu voltmeter terbatas dan

untuk menaikannya harus ditambahkan tahanan pengali atau tahanan seri.

Tahanan dalam voltmeter sangat besar, hal ini dimaksudkan agar arus yang

ditarik voltmeter menjadi kecil sehingga tidak mengurangi tegangan yang

diukur.

3. Mengukur kuat arus dan beda tegangan secara serentak.

Untuk ini dapat dipergunakan dua macam rangkaian seperti pada gambar 3a dan

3b

Sebuah amperemeter dan voltmeter dapat dirangkaikan secara serentak untuk

mengukur kuat arus dan beda tegangan secara bersamaan dan pengukuran

tahanan. Jika tegangan V antara ujung-ujung tahanan dan arus I melalui tahanan

tersebut diukur, maka

Persamaan diatas berarti bahwa tahanan ampermeter adalah nol dan tahanan

voltmeter tak terhingga sehingga kondisi rangkaian tidak terganggu

I i

Iv i i

R R a b c a b c iR iR

Gambar 3a Gambar 3b

a. Dengan rangkaian seperti pada gambar 3a, Voltmeter betul-betul

menunjukan beda tegangan antara kedua ujung R ( = Vab ).

Tetapi Ampermeter tidak menunjukan kuat arus yang sebenarnya, yang

melalui tahanan E . Tetapi arus yang melalui R dan V.

b. Dengan rangkaian seperti gambar 3b, Ampermeter menunjukan kuat arus

yang sebenarnya, tetapi voltmeter tidak. Disini yang diukur beda tegangan

antara a dan c (bukan a dan b).

c. Kesalahan-kesalahan diatas dapat dikoreksi bila diketahui tahanan dalam

daripada Voltmeter dan Ampermeter yang dipakai.

B.1. Mengukur tahanan dalam sebuah Miliampermeter

a. Cara pertama :

Perhatikan rangkaian pada i

Gambar 4a.

Kuat arus yang melalui mA meter

dapat dibaca pada mA meter sendiri V

sedangkan beda tegangannya dapat

dibaca pada Voltmeter. iv

Dari pengamatan ini dapat dihitung A

Tahanan dalam miliampermeter. Ia a RA b

b. Cara kedua (lihat gambar 4b dan 4c)

I ic

A i A ic

RA RA

Gambar. 4 b iB RB

Gambar. 4 c

Sebelum RB dipasang , jarum mA menunjukan arus sebesar i. Setelah RB

dipasang, jarum mA-meter menunjukan arus sebesar ia

Jika RB diketahui maka RA dapat dihitung dengan rumus

B.2. Mengukur tahanan dalam sebuah Voltmeter

a. Cara pertama

Perhatikan gambar 5a. Kuat arus yang melalui tahanan dalam Voltmeter

dapat dibaca pada amperemeter, sedang beda tegangannya dibaca pada

voltmeternya sendiri. Dari pengamatan ini dapat dihitung tahanan dalam

voltmeter

i V A

a Rv b Rab. Cara kedua

i i i i V

a Rv b a Rv b Gambar 6a RB

Gambar 6bSebelum RB dipasang, jarum voltmeter menunjukan harga N Volt. Setelah RB

dipasang (gambar 6b), jarum voltmeter menunjukan harga n volt.

Jika RB diketahui, maka RV dapat dihitung dengan rumus

C.1. Mengubah daerah pengukuran sebuah mA meter

Misalkan sebuah mA mempunyai batas ukur I mA, sedangkan tahanan dalamnya

R. Maka ini berarti bila arus yang melalui mA meter sebesar I mA maka

jarumnya menunjukan simpangan maksimum. Jika pada mA diberi shunt dengan

tahanan sebesar R/(n-1) Ohm, maka batas ukur mA menjadi

n x i mA (lihat gambar 7a)

Artinya bila jarum mA meter menunjukan simpangan maksimum, arus yang

melalui rangkaian yang diukur adalah n x i mA (arus yang melalui shunt adalah

(n x i) x i mA). Pembagian skala jadi 1/n kali.

R/(n-1) R(n-1) C A B i Gambar 7b R iA

A B Gambar 7a

2. Mengubah daerah pengukuran sebuah voltmeter.

Sebuah volt meter dengan batas ukur V Volt dan tahanan dalam R, akan

menunjukan simpangan jarum maksimum, bila dilalui arus i = V/R ampere.

Jikavolt meter tersebut dihubungkan secara seri dengan tahanan sebesar (n-1)

x R, maka batas ukur Voltmeter dengan tahanan tersebut akan menjadi

n x v volt (gambar 7b)

Disini sekarang sebagai jepit hubung yang baru adalah titik-titik C dan B, bukan

A dan B

III. ALAT-ALAT

1. Voltmeter dengan berbagai batas ukur.

2. Amperemeter dengan berbagai batas ukur.

3. Penghubung arus.

4. Dua buah tahanan, bangku tahanan.

5. Kabel-kabel penghubung.

6. Sumber tegangan E.

RM3 RM2 RM1 RV

100V 50V 10V 1V 0Gambar 12

IV. LANGKAH KERJA

1. Susunlah rangkaian seperti pada gambar 8.

2. Mengatur kuat arus sehingga didapat kuat arus yang sesuai.

3. Mencatat kedudukan volt dan amperemeter.

4. Ulangi percobaan 2 dan 3 untuk beberapa harga kuat arus yang berlainan

( ditentukan oleh asisten).

5. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 9 (RB belum dihubungkan).

6. Aturlah dengan fobrol sehingga didapat kuat arus yang sesuai.

7. Mencatat kedudukan mA-meter.

8. Hubungkan RB dan catat lagi kedudukan mA meter gambar 10.

9. Mencata pula harga RB yang bersangkutan.

10. Mengulangi percobaan 8 dan 9 untuk beberapa harga RB yang berlainan.

11. Menyusun rangkaian seperti gambar 11.

12. Aturlah untuk mendapat kuat arus yang pantas dengan forbol.

13. Mencatat kedudukan Volt dan Ampere meter.

14. Mengulangi percobaan 12 dan 13 untuk bberapa harga kuat arus yang berlainan.

15. Susunlah rangkaian seperti gambar 12 (RB belum dihubungkan).

16. Jalankan arus dan catatlah penunjukan Voltmeter.

17. Hubungkan RB dan catat lagi kedudukan Voltmeter.(Gambar 13)

18. Mencatat besar RB yang dipakai.

19. Mengulangi percobaan 17 dan 18 untuk harga RB yang berlainan.

20. Mengukur tegangan sumber dengan alat presisi.

125 V 125 V 125 V

PS RS PS RB

RA RA

A A AGambar 8 Gambar 9 Gambar 10

125 V 125 V 125 V

PS RS PS RB

A V V VGambar 11 Gambar 12 Gambar 13

V. DATA PERCOBAAN

KONDISI

RUANG

AWAL

PERCOBAAN

AKHIR

PERCOBAAN

SATUAN

Temperatur 27 0,5 27,5 0,5 0C

Kelembaban 81 0,5 81 0,5

Tekanan udara 74,97 0,01 74,97 0,01 Cm Hg

A. Percobaan 8

Percobaan 1 2 3

Kuat arus 0,4 mA 0,05

mA

1,4 mA 0,05 mA

2,4 mA 0,05 mA

Tegangan 10 mV 5 mV 25 mV 5 mV 40 mV 5 mV

B. Percobaan 9

Kuat arus yang digunakan = 1,4 mA 0,05 mA

C. Percobaan 10

Percobaan 1 2 3

Hambatan 75 ohm 0,05 ohm 175 ohm 0,05 ohm 225 ohm 0,05 ohm

Kuat arus 1,15 mA 0,05 mA 1,25 mA 0,05 mA 1,3 mA 0,05 mA

D. Percobaan 11

Percobaan 1 2 3

Tegangan 120 mV 5 mV 160 mV 5 mV 180 mV 5 mV

Kuat arus 0,35 mA 0,05 mA

0,5 mA 0,05 mA 0,6 mA 0,05 mA

E. Percobaan 12

Tegangan yang digunakan = 160 mV 5 mV

F. Percobaan 13

Percobaan 1 2 3

Hambatan 75 ohm 0,05 ohm

175 ohm 0,05 ohm 225 ohm 0,05 ohm

Tegangan 110 mV 5 mV 130 mV 5 mV 135 mV 5 mV

VI. TUGAS AKHIR

1. Hitunglah tahanan dalam dari mA meter yang diselidiki dengan :

a. Hasil percobaan dengan gambar 8

b. Hasil percobaan dengan gambar 9

2. Hitunglah tahanan dalam dari voltmeter yang diselidiki dengan :

a. Hasil percobaan dengan gambar 11

b. Hasil percobaan dengan gambar 13

3. Dari hasil perhitungan 2a, berilah koreksi terhadap hasil perhitungan 2b (dengan

diketahui tegangan sumber E).

4. Apakah besarnya harga koreksi tergantung pada RB ? terangkan.

5. Apakah hasil perhitungan 1 b perlu koreksi, mengingat besarnya kesalahan-

kesalahan yang timbul dalam pengukuran, terangkan !

6. Dari hasil perhitungan untuk RA yang diperlukan untuk mengubah mA meter

yang dipakai menjadi mA meter dengan maksimsimum skala 50 mA ?

7. Idem untuk 500 mA dan untuk 5 ampere ?

8. Hitunglah tahanan muka untuk voltmeter yang dipakai, bila batas ukur dijadikan

10 volt ?

9. Idem untuk batas ukur 50 volt dan 100 volt ?

VII. DISKUSI

Berdasarkan pelaksanaan dan data percobaan yang diperoleh terdapat

beberapa hal yang harus diperhatikan selama melakukan praktek percobaan, antara

lain :

Ketelitian dan kecermatan dalam membaca skala ukur pada Amperemeter,

Voltmeter.

Ketelitian dan kecermatan dalam menyusun rangkaian pada percobaan ini.

Secara umum hasil percobaan memperlihatkan teori yang benar, yaitu bahwa

hambatan yang disusun secara seri akan lebih besar daripada hambatan yang

disusub secara pararel, hambatan dalam ampermeter harus lebih kecil

sedangkan hambatan dalam voltmeter harus lebih besar.

Untuk menghindari kesalahan-kesalahan yang mungkin timbul selama melakukan

percobaan, maka diperlukan sikap kehati-hatian, ketelitian dan kecermatan dari

setiap praktikan dalam melakukan setiap praktek percobaan agar diperoleh data

hasil percobaan yang maksimal dan hasil perhitungan akhir yang sesuai dengan

literatur