I

Jobsheet Praktikum

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL Pengukuran Listrik Politeknik NEGERI SEMARANG PM 5.4.09/L1/R0/2005

I. TOPIK: Pengukuran Arus Searah (DC)

II TUJUAN :

Setelah melaksanakan percobaan, mahasiswa :1. Dapat mempergunakan Amperemeter DC dengan benar

2. Dapat menerangkan dan mengetahui besarnya hambat dalam ampermeter

3. Dapat menentukan batas ukur ampermeter dengan penambahan tahanan shuntIII. ALAT ALAT PERCOBAAN

1. Catu Daya 0 - 60 Volt DC, 3A

2. Resistor (Tahanan) : 47 3. Ampermeter DC

4. Voltmeter DC 4. Kabel Penghubung / Jumper

IV. DASAR TEORI

Gambar 1 memperlihatkan rangkaian listrik yang terdiri atas sumber tegangan searah E, hambat listrik R1, R2 dan R3 yang masing masing dilalui arus listrik I1, I2 dan I3. Gambar 1

Jika kita akan mengukur arus listrik I1 yang melalui R1, rangkaian di putus /dibuka di a dan ampermeter A1 disisipkan di a dalam rangkaian tersebut. Pengukuran arus I2 dan I3 kita lakukan dengan cara yang sama, yaitu dengan cara menyisipkan ampermeter A2 di b dan A3 di c (lihat gbr 1 ). Jadi untuk mengukur arus yang melalui suatu alat pada rangkaian listrik, amperemater dirangkaikan SERI dengan alat yang dilalui arus tersebut. Agar arus tidak terganggu dapat disimpulkan :

Batas Ukur Ampermeter

Semua alat ukur mempunyai batas ukur (jangkau) tertentu, yaitu kemampuan maksimum alat ukur mengukur besaran yang diukurnya. Demikian juga ampermeter mempunyai batas ukur tertentu. Ampermeter dengan batas ukur 0.5 A misalnya, hanya boleh digunakan untuk mengukur arus listrik maksimum sampai 0,5 A. Jika batas ini dilampaui,ampermeter akan mengalami kerusakan. Tetapi batas ukur ini dapat dinaikan, yaitu dengan memasang hambatan listrik secara PARALEL dengan ampermeter. Hambatan ini disebut hambat-shunt (Rshunt). Gambar 2Misalkan batas ukur ampermeter A dengan hambat rA adalah I ampere. Jika batas ukur ampermeter hendak dinaikan menjadi nI ampere, yaitu n kali batas ukur alat tanpa Rshunt. Maka nilai Rshunt harus dipilih sedemikian rupa, sehingga arus maksimum yang melalui ampermeter ( rA) tetap I ampere, sedangkan arus sisanya sebesar (n-1) I ampere disalurkan melalui Rshunt. Maka besar nilai Rsh yang diperlukan itu adalah :

Untuk dapat mengubah batas ukur ampermeter hingga pada batas tertentu, perlu kita mengetahui hambat dalam amperemeter tersebut.

Sebuah multimeter biasanya mempunyai beberapa skala batas ukur dengan menghubungkan dengan terminal yang bersesuaian. Dalam hal ini hambatan shunt sudah terpasang di dalam rangkaian meter. Gambar 3 menunjukkan meter dengan batas ukur 2 dan 10 A yang dibuat dengan menggunakan prinsip di atas (dengan batas ukur awal 0,5 mA dan rA= 50 ). Untuk menaikkan batas ukurdari 0,5 A menjadi 20 A, atau batas ukur diperbesar 4000 kali; maka Rshunt yang harus dipasang sebesar 0,0125 . Demikian pula untuk menaikkan batas arus menjadi 10 A diperlukan Rshunt= 0,0025 .

Gambar 3. Pemasangan shunt untuk mengubah batas ukur meter.

Tahanan Dalam AmperemeterMengukur hambat dalam rA suatu ampermeter dapat dilakukan dengan mengukur arus I yang melalui ampermeter dan mengukur beda potensial V antara kedua terminalnya. Sebagai ampermeter digunakan Basic meter (BM).

Gambar 4

Sebagai voltmeter digunakan multimeter (lihat gambar 4). Jika arus yang melalui BM adalah I Ampere dan beda potensial yang ditunjukan voltmeter adalah V volt, maka :

V. LANGKAH KERJA

A. Percobaan I

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini :

2. Onkan catu daya DC, atur tegangan 12 Volt

3. Ukur besarnya arus yang mengalir pada tahanan tersebut.

4. Ukur besarnya tegangan pada amperemeter, catat keadaan tersebut

5. Turunkan tegangan pada catu daya untuk keadaan di atas masing-masing pada 10 dan 5 Volt. Catat hasilnya pada tabel 1.

6. Matikan catu daya

7. Ganti nilai tahanan menjadi 82 ohm , ulangi langkah 2 6

8. Ganti nilai tahanan menjadi 100 ohm , ulangi langkah 2 6

9. Lihat besarnya sensitivitas amperemeter pada manual alat ukur, bandingkan hasilnya dengan besarnya tahanan dalam hasil percobaan

Tabel 1 Untuk R = .. Ohm

Catu Daya

(Volt)Tegangan pada Amperemeter

(Volt)Arus Melalui R (mA)

B. Percobaan II

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini :

1

2

2. Onkan catu daya DC, atur tegangan 12 Volt

3. Perhatikan Amperemeter 1 dan 2, catat keadaan itu pada table 24. Matikan catu daya

5. Tambahkan 2 buah tahanan (R2 = 10 dan R3 = 10 yang dipasang paralel dengan amperemeter A2, maka rangkaian menjadi :

6. Onkan catu daya

7. Perhatikan amperemeter 1 dan 2, catat keadaan itu

8. Naikkan tegangan catu daya menjadi 15 Volt

9. Perhatikan amperemeter 1 dan 2, catat keadaan itu

Tabel 2

Catu Daya

(Volt)Arus pada A1(mA)Arus pada A2(mA)Keterangan

Tanpa Rshunt

Dengan Rshunt

VI. Pertanyaan

1. Jika diketahui data amperemeter : tahanan dalam 100 dan arus skala penuh (Full Scale) 50 A. Berapakah besarnya hambatan shunt yang harus ditambahkan, jika batas ukur diperbesar menjadi 1 A dan 25 mA !

2. Jelaskan mengapa Amperemeter yang baik adalah yang tahanannya lebih kecil !

I. TOPIK: Pengukuran Tegangan DC

II TUJUAN:

Setelah melaksanakan percobaan, mahasiswa :1. Dapat mempergunakan Voltmeter DC dengan benar

2. Dapat menerangkan dan mengetahui besarnya hambat dalam Voltmeter

3. Dapat menentukan batas ukur Voltmeter dengan penambahan tahanan seri

III. ALAT ALAT PERCOBAAN

1. Catu Daya 0 - 60 Volt DC, 3A

2. Resistor (Tahanan) : 470 , 680 ,dan 820 3. Voltmeter DC4. Amperemeter DC5. Kabel Penghubung / Jumper

IV. DASAR TEORI

Voltmeter adalah alat untuk mengukur tegangan. Jika akan digunakan untuk mengukur beda potensial listrik antara dua titik pada rangkain listrik, maka harus dihubungkan secara paralel pada kedua titik yang beda potensialnya hendak diketahui.

Gambar 1

Gambar 3a memperlihatkan hambat listrik R yang dilalui arus I sehingga menurut hukum Ohm beda potensial antara titik a dan titik b adalah VAB = I R. Untuk mengukur beda potensial ini digunakan voltmeter V yang harus dihubungkan paralel dengan R ( gambar 3b ).

Jika hambat dalam rv dari voltmeter relatif jauh lebih besar daripada R, maka arus i yang melalui voltmeter relatif lebih kecil daripada arus yang melalui R, dan beda potensial VAB yang ditunjukkan voltmeter boleh dianggap sama dengan I R. Dapat disimpulkan :

.

Batas Ukur Voltmeter

Seperti halnya ampermeter, batas ukur voltmeter juga dapat diubah/dinaikan . Jika pada ampermeter digunakan Rshunt yang kecil harus dipasang paralel, pada voltmeter digunakan hambatan multiplier (RM) yang besar yang harus dirangkaikan seri dengan voltmeter.

Gambar 2

Jika arus maksimum yang diperbolehkan melalui voltmeter adalah I A dan hambat dalam voltmeter adalah rv, batas ukur voltmeter tanpa RM adalah VAB = I.rv volt. Jika batas ukur voltmeter hendak dinaikan menjadi n kali semula pada voltmeter harus dihubungkan dengan RM secara seri (lihat gambar 2)

Hubungan RM dan rv supaya hal ini tercapai adalah :

RM = ( n - 1 ) rv .. (1)

Dari rumus (1) dapat disimpulkan :

untuk dapat mengubah batas ukur voltmeter hingga pada batas tertentu, perlu kita mengetahui hambat dalam voltmeter tersebut.

Pada voltmeter dengan beberapa batas ukur biasanya dilengkapi dengan saklar untuk memilih resistor seri yang sesuai.

Gambar 3 Pengaturan batas ukur meter dengan pemasangan resistor.

Contoh

Misalkan sebuah meter dasar 50A memiliki hambatan sebesar 3000 . Coba desain sebuah multimeter yang dapat digunakan untuk pengukuran sampai pada batas ukur 100 A, 1 mA, 1 V dan 10 V. Rangkaian yang sesuai diperlihatkan pada gambar 3.

Jawab:

Pada batas ukur 100A, arus sebesar 50 A harus mengalir melewati meter dan hambatan (R1+R2). Jadi (R1+R2) = 3000 Pada batas ukur 1 mA, arus sebesar 50 A mengalir lewat (R2 + 3000) dan sisanya sebesar 950 A melalui R1 . Jadi

950 R1 = 50 (R2 + 3000)

= 50 (3000 - R1 + 3000)

19 R1 = - R1 + 6000

R1

= 300

R2

= 2700

Pada batas ukur 1 V, mengalir arus sebesar 100 A melalui meter dan 50 A melalui (R1+R2). Pada meter terdapat tegangan sebesar

50 A x 3000 = 0,15 V

dengan demikian tegangan pada R3 adalah sebesar 0,85 V, atau

R3 = 0,85 V / 100 A = 8500 Dengan cara yang sama diperoleh R3 = 9,85 / 100 A = 98,5 kV. LANGKAH KERJA

A. Percobaan I

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini :

1 2

2. Perhatikan besarnya A1, A2, dan V; catatlah hasilnya pada table 13. Atur besarnya catu daya menjadi 5 Volt dan 4 Volt

4. Perhatikan besarnya A1, A2, dan V; catatlah hasilnya pada table 1

5. Lihat besarnya sensitivitas voltmeter pada manual alat ukur, bandingkan hasilnya dengan besarnya tahanan dalam hasil percobaan Tabel 1

Catu Daya

(Volt)Arus pada A1(mA)Arus pada A2(mA)Tegangan (Volt)

B. Percobaan II

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini :

1

2

2. Onkan catu daya DC, atur tegangan menjadi 10 Volt3. Perhatikan voltmeter 1 dan 2, catat keadaan itu pada table 24. Atur tegangan pada catu daya menjadi 5 dan 4 volt

5. Perhatikan voltmeter 1 dan 2, catat keadaan itu pada table 2

6. Matikan catu daya

7. Tambahkan 2 buah tahanan (R2 = 680 dan R3 = 820 yang dipasang seri dengan voltmeter V1, maka rangkaian menjadi :

2

1

8. Onkan catu daya9. Perhatikan voltmeter 1 dan 2, catat keadaan itu pada table 310. Matikan catu daya

11. Naikkan tegangan catu daya menjadi 12 Volt

12. Onkan catu daya

13. Perhatikan voltmeter 1 dan 2, catat keadaan itu

14. Ulangi langkah 8 dan 11 untuk catu daya 15 Volt

15. Ulangi langkah 4 11, Tetapi dengan R2 = 330 K dan R3 =270 K. Tabel 2Catu Daya

(Volt)Tegangan pada V1(Volt)Tegangan pada V2(Volt)

Tabel 3

Catu Daya

(Volt)Tegangan pada V1(Volt)Tegangan pada V2(Volt)Keterangan

10R2=.,R3=..

R2=.,R3=..

12R2=.,R3=..

R2=.,R3=..

VI. Pertanyaan

1. Jika diketahui data voltmeter : tahanan dalam 100 dan tegangan skala penuh (Full Scale) 5 mV. Berapakah besarnya hambatan seri yang harus ditambahkan, jika batas ukur diperbesar menjadi 5 V dan 10 V!

2. Jelaskan mengapa Voltmeter yang baik adalah yang tahanannya lebih besar !V1

V

A

A

V1

V1

Sensitivitas suatu Voltmeter didefinisikan sebagai tahanan Voltmeter tersebut pada batas ukur 1 Volt

A

A

A

V

Sensitivitas suatu Amperemeter didefinisikan sebagai tahanan Amperemeter tersebut per satuan arus

A

V1

A1

PAGE 38

_1035992072.doc