Tugas Pengukuran Listrik

VOLTMETER

Oleh:

ASTRIANY NOER

D411 12 959

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

2013

BAB I

PENDAHULUAN

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik.

Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran

alat voltmeter berkali-kali lipat.Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan

magnet dan kuat arus. Gaya magnetik tersebut akan mampu membuat jarum alat

pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang

mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

Kepentingan alat-alat ukur listrik dalam kehidupan kita tidak dapat disangkal

lagi. Setelah seseorang mengenal dan mampu menggunaakan alat voltmeter,

dituntut pula untuk dapat mengetahui cara membaca dan menetukan hasil

pengukuran dengan meggunakan voltmeter.

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENGERTIAN

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perbedaan potensial

listrik antara dua titik dalam sebuah sirkuit listrik. Voltmeter dibuat dalam beberapa

tipe. Ada yang dipasang secara permanen pada sebuah panel dengan tujuan untuk

memantau suatu tegangan pada suatu sirkiuit yang tetap seperti generator atau

peralatan tetap lainnya. Ada pula yang dibuat portabel agar dapat digunakan untuk

mengukur perbedaan potensial pada sebuah sirkuit bergerak yang tidak dilengkapi

dengan voltmeter permanen.

Gambar 2.1 Voltmeter Portable

Gambar 2.2 Voltmeter Permanen

Pada awalnya voltmeter dibuat dengan sebuah kumparan bergerak yang

disebut galvanometer. Galvanometer adalah jenis ammeter sensitif, alat untuk

mendeteksi arus listrik. Galavanometer adalah aktuator elektromekanis berbentuk

analog yang menghasilkan defleksi. Sebuah jarum dipasang pada kumparan

bergerak sehingga pada saat kumparan tersebut diberi arus maupun tegangan

dapat menimbulkan medan magnet sehingga memberikan reakasi berputar pada

jarum tersebut yang kemudian digunakan sebagai penunjuk pada sebuah label

tegangan yang telah diukur dan dikalibrasi setepat mungkin.

Gambar 2.3 Galvanometer

Dalam perkembangannya saat ini Voltmeter juga dilengkapi rangkaian untuk

mengukur arus dan resistansi. Hal ini memungkinkan karena dalam pengukuran

tegangan, arus, maupun resistansi juga menggunakan galvanometer sehingga

diciptakanlah sebuah alat ukur yang lengkap yang disebut multimeter. Multimeter

merupakan alat tes standar yang digunakan dalam pekerjaan listrik dan elektronik.

Setiap pengukuran yang dapat dikonversi menjadi tegangan dapat ditampilkan pada

satu meter yang dikalibrasi sesuai.

B. JENIS-JENIS VOLTMETER

Saat ini ada dua jenis volt meter yang sering digunakan yaitu voltmeter

analog dan digital.

1. Voltmeter Analog

Sebuah kumparan galvanometer bergerak dapat digunakan sebagai voltmeter

dengan memasukkan resistor-resistensi yang tinggi secara seri dengan instrumen.

Alat ini mempekerjakan kumparan kawat kecil yang halus disebuah medan magnet

yang kuat. Ketika arus listrik diberikan indikator galvanometer kemudian berputar

dan mengkompresi pegas kecil. Rotasi sudut sebanding dengan arus yang melalui

kumparan. Untuk digunakan sebagai voltmeter, resistor seri ditambahkan sehingga

rotasi angular menjadi sebanding dengan tegangan yang diberikan.

Penggerak meter d’Arsonval dasar dapat diubah ke voltmeter DC dengan

menghubungkan sebuah pengali R yang seri dengan penggerak meter seperti

ditunjukkan pada gambar 2.4. Tujuan dari pengali adalah untuk memperluas batas

ukur tegangan dari meter dan untuk membatasi arus yang melewati penggerak

meter pada saat arus menyimpang skala penuh maksimum.

Penambahan sejumlah pengali beserta sebuah saklar batas (range switch) membuat

instrumen mampu digunakan bagi sejumlah skala tegangan.

Pada gambar di bawah ditunjukkan tahanan-tahanan pengali dihubungkan

secara seri dan saklar pemilih di setiap posisi menghasilkan sejumlah tahanan

tertentu yang seri dengan Rm.

Gambar 2.4 Gambar Rangkaian Voltmeter Analog

Sensitivitas voltmeter tersebut dapat dinyatakan sebagai "ohm per volt",

jumlah resistansi ohm dalam rangkaian voltmeter dibagi dengan nilai diukur skala

penuh. Misalnya meter dengan sensitivitas 1000 ohm per volt akan menarik 1

milliampere pada tegangan skala penuh, jika skala penuh adalah 200 volt, hambatan

pada terminal instrumen akan menjadi 200.000 ohm dan pada skala penuh meter

akan menarik 1 milliampere dari rangkaian yang diukur. Untuk instrumen multi-

range, resistansi input bervariasi sebagai instrumen yang beralih ke rentang yang

berbeda.

2. Voltmeter Digital

Voltmeter digital pertama diciptakan dan diproduksi oleh Andrew Kay dari

Non-Linear System (dan kemudian pendiri dari Kaypro) pada tahun 1954. Voltmeter

digital dirancang dari konverter analog ke digital khusus.

Voltmeter digital adalah instrumen yang mengukur tegangan atau jatuh

tegangan dalam sebuah rangkaian. Voltmeter digital menggunakan komponen solid-

state dan nilai-nilai tampilan digital. Biasanya, voltmeter ini yang digunakan untuk

menemukan resistensi berlebihan yang dapat menunjukkan rangkaian terbuka atau

ground. Voltmeter digital juga digunakan untuk mengidentifikasi tegangan

rendah atau jatuh tegangan yang mungkin mengindikasikan koneksi yang buruk

Voltmeter digital dapat mengukur tegangan arus bolak balik (DC) maupun

arus searah (DC) tegangan. Perangkat biasanya menampilkan antara tiga dan tujuh

digit. Beberapa voltmeter digital dapat menampilkan tegangan minimum dan

maksimum disebut lonjakan pembacaan.

Pada gambar di bawah ini adalah rangkaian voltmeter digital sederhana

yang menggunakan layar berupa penampil 7 segment 4 digit, seri ini berbasis

ICL7107. Rangkaian volt meter digital dengan IC CL7107 ini dibuat dengan sedikit

komponen eksternal dan dioperasikan dengan sumber tegangan DC simetris 5 volt.

Konsumsi arus yang dibutuhkan oleh rangkaian volt meter digital IC CL7107 ini

dalam bekerja adalah 200 mA. Rangkaian volt meter digital dengan IC CL7107 ini

dapat digunakan untuk mengukur tegangan dari 0 hingga 1,999 volt yang dapat

diatur dalam 4 range batas ukur.

Gambar 2.5 Gambar Rangkaian Voltmeter Digital

Akurasi voltmeter dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk suhu dan variasi

suplai tegangan. Untuk memastikan bahwa pembacaan voltmeter digital adalah

dalam toleransi yang ditentukan pabrikan, mereka harus dikalibrasi secara berkala

terhadap standar tegangan. Voltmeter digital tentu memiliki penguat masukan,

umumnya memiliki resistansi masukan konstan 10 megohm tanpa mengatur rentang

pengukuran.

(a) (b)

Gambar 2.6 Voltmeter Analog (a) dan Voltmeter Digital (b)

C. CARA PENGGUNAAN VOLTMETER

Berikut adalah cara penggunaan voltmeter yang terdapat pada alat ukur yang

saat ini umum digunakan yaitu multimeter.

Gambar 2. 7 Contoh Penggunaan Multimeter

Pada rangkaian arus searah pemasangan kutub-kutub voltmeter harus

sesuai. Kutub positif dengan potensial tinggi dan kutub negatif dengan potensial

rendah. Biasanya ditandai dengan kabel yang berwarna hitam dan merah atau biru.

Bila pemasangan terbalik akan terlihat penyimpangan yang arahnya ke kiri.

Sedangkan pada rangkaian arus bolak balik tidak menjadi masalah.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan makalah yang telah dibuat dapat disimpulkan bahwa:

1. Voltmeter adalah salah satu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur

perbedaan potensial antara dua titik dalam sebuah sirkuit atau rangkaian.

2. Desain voltmeter terdiri dari galvanometer dan hambatan seri/multiplier.

3. Prinsip kerja voltmeter menggunakan prinsip hukum lorenzt dimana interaksi

antara medan magnet dan kuat arus akan menimbulkan gaya magnetik.

4. Penggunaan voltmeter disusun secara paralel terhadap komponen yang kita

ukur beda potensialnya.

5. Untuk mengukur tegangan, kutub positif dipasang pada potensial yang tinggi,

kutub negatif dipasang pada potensial yang rendah.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://skemarangkaianpcb.com/rangkaian-volt-meter-digital/

2. http://elektroarea.blogspot.com/2009/07/rangkaian-volt-meter-digital-sederhana.html

3. http://afrieanni.blogspot.com/2013/05/alat-ukur-listrik-voltmeter_18.html

4. http://id.scribd.com/doc/128642789/Makalah-Voltmeter-Arus-Searah

5. http://id.wikipedia.org/wiki/Voltmeter

6. http://komputerizam.blogspot.com/2012/06/pengertian-dan-fungsi-amperemeter.html