PENGUKURAN INDUKTANSI

PendahuluanPengukuran induktansi sangat penting dalam rangkaian listrik. Pengukuran dapat dilakukan untuk induktansi sendiri (L) dan induktansi bersama (M). Umumnya digunakan jembatan arus bolak-balik.Untuk memilih rangkaian jembatan yang lebih cocok digunakan indikator faktor kualitas / faktor penyimpanan/ Q.Faktor penyimpanan = perbandingan harga reaktansi thd resistansi dari suatu induktor.

Jembatan Arus Bolak-BalikPrinsipnya sama dengan jembatan Wheatstone, tapi sumbernya tegangan bolak-balik.

1

Keadaan seimbang didapat :

Pengukuran Induktansi sendiri

a. Jembatan Induktansi MaxwellPengukuran jenis ini merupakan perbandingan thd induktansi standar.

L1 = Induktansi yang diukur dengan tahanan dalam R1L2 = Induktanasi variabel dengan tahanan dalam r2R2 = Tahanan variabel yang tersambung seri L2R3 & R4 = Tahanan murni

2

Dari sini didapat :

Keadaan seimbang

Harga riil :

Harga imajiner :

3

b. Jembatan Induktansi – Kapasitansi MaxwellPengukuran induktansi ini dilakukan dengan membandingkan dgn suatu standar kapasitor.

L1 = Induktansi yg diukurR1 = Tahanan pd L1R2, R3, R4 = Tahanan murniC4 = Kapasitor standar

Harga riil :

Harga imajiner :

Terlihat bahwa R4 dan C4 secara terpisah menentukan keseimbangan.

4

Faktor kualitas :

Keuntungan jembatan ini :1. Keseimbangan lebih mudah didapatkan krn

utk mendapatkan keseimbangan bagian riil dan imajiner dpt dipilih C4 dan R4 sebagai variabel.

2. Tidak terpengaruh frekuensi

Kerugian :1. Kapasitor variabel harganya mahal.

Jembatan ini cocok utk Q sedang (1<Q<10), utk Q>10 tidak cocok krn diperlukan R4 yang besar sekali, utk Q<1 sulit mendapatkan keseimbangan.

c. Jembatan Owen

L1 = induktansi yang diukurR1 = Tahanan pd induktor L1R2, R3 = tahanan murni

5

C2 = Kapasitor variabelC4 = kapasitor standar

Harga riil :

harga imajiner :

Keuntungan jembatan Owen :1. Untuk mencapai keseimbangan mudah sekali

krn variabel C2 dan R2 secara terpisah menentukan R1 & L1

2. Tidak tergantung frekuensi3. Dpt dipakai untuk mengukur daerah

induktansi yang lebar.

Kerugian :1. Memakai kapasitor variabel yang harganya

mahal.

Untuk Q yang besar diperlukan C2 yang besar juga, oleh karena itu lebih cocok utk Q sedang.

6

Pengukuran Induktansi bersama

a. Jembatan Heyd Weiller

Terlihat dari gambar diatas bahwa tegangan Vad = 0, berarti dalam keseimbangan tegangan Vab juga sama dengan nol.

Dari kedua persamaan tsb diatas didapat :

7

PENGUKURAN KAPASITANSI

PendahuluanPengukuran ini dapat dilakukan untuk mengukur kapasitansi suatu kapasitor atau suatu ”sistem” yang mempunya efek kapasitif. Contoh ”sistem’ ini misalnya suatu kabel, dimana isolasi kabel merupakan mediumnya. Kegunaan dari pengukuran ini adalah mencari letak kesalahan (putus) suatu kabel dibawah tanah.Selain untuk mengukur kapasitansi, juga dapat digunakan untuk mengukur faktor disipasi kapasitor dan mengukur permitivitas bahan dielektrik.

Jembatan Sauty

C1 = Kapasitor yang diukurC2 = Kapasitor standarR3, R4 = Tahanan murni

8

Keadaan seimbang

Keadaan seimbang akan didapat jika R3 dan R4 diatur shg sifatnya sangat sederhana.

Jembatan Schering

C1 = Kapasitor yang diukurr1 = Tahanan penyebab rugi-rugi dielektrik C1C2 = Kapasitor standar yang terbuat dari medium gas/udara agar tidak ada rugi-rugi dielektrikR3, R4 = Tahanan murniC4 = Kapasitor variabel

9

Dalam keadaan seimbang :

Harga riil :

Harga imajiner :

10

Contoh soal :Jembatan Induktansi-Kapasitansi Maxwell

R2 = 400 R3 = 600 R4 = 1000 C4 = 0,5 F

Seimbang.a) Hitung R1 dan L1b) Hitung Q untuk f = 1000 Hz

Jawab :a)

b)

11

Soal :

1. Sebuah jembatan arus bolak-balik setimbang seperti gambar di bawah ini. Frekuensi osilator adalah 1000 Hz. Tentukan Z4!

Z1 : R = 200 paralel C = 0,047 FZ2 : R = 1000 seri C = 0,47 FZ3 : C = 0,5 F

2. Sebuah jembatan setimbang pada 1000 Hz mempunyai konstanta-konstanta sebagai berikut :AB : C = 0,2 FBC : R = 500 DA : R = 300 paralel C = 0,1 FCD : tidak diketahuiTentukan R dan C atau konstanta L dari lengan CD, dianggap sebagai suatu rangkaian seri.

3. Sebuah jembatan 1000 Hz mempunyai konstanta-konstanta sebagai berikut :AB : R = 1000 paralel C = 0,5 FBC : R = 1000 seri C = 0,5 FCD : R = 200 seri L = 30 mHDA : tidak diktahuiTentukan konstanta lengan DA agar membuat jembatan setimbang.

12