Turunan Fisika Dasar: B1 voltmeter dan amperemeter

B1 voltmeter dan amperemeter

Posted in | di 06.24

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 1b

Amperemeter 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

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

i i

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 ( = V_ab ).

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

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. i_v

Dari pengamatan ini dapat dihitung A

Tahanan dalam miliampermeter. I_a a R_A b

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

I i_c

A i A i_c

R_AR_A

Gambar. 4 b i_B R_B

Gambar. 4 c

Sebelum R_B dipasang, jarum mA menunjukan arus sebesar i. Setelah R_B dipasang, jarum mA-meter menunjukan arus sebesar i_a

Jika R_B diketahui maka R_Adapat 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

V A

a Rv b Ra

b. Cara kedua

i i i i

a Rv b a Rv b

Gambar 6a

R_B

Gambar 6b

Sebelum R_B dipasang, jarum voltmeter menunjukan harga N Volt. Setelah R_B dipasang (gambar 6b), jarum voltmeter menunjukan harga n volt.

Jika R_B diketahui, maka R_Vdapat 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

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.

R_M3 R_M2 R_M1 R_V

100V 50V 10V 1V 0

Gambar 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 (R_B belum dihubungkan).

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

7. Mencatat kedudukan mA-meter.

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

9. Mencata pula harga R_Byang bersangkutan.

10. Mengulangi percobaan 8 dan 9 untuk beberapa harga R_B 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 (R_B belum dihubungkan).

16. Jalankan arus dan catatlah penunjukan Voltmeter.

17. Hubungkan R_Bdan catat lagi kedudukan Voltmeter.(Gambar 13)

18. Mencatat besar R_Byang dipakai.

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

20. Mengukur tegangan sumber dengan alat presisi.

125 V 125 V 125 V

PS RS PS

_RB

_{RA
RA}

A A A

Gambar 8 Gambar 9 Gambar 10

125 V 125 V 125 V

PS RS PS

_RB

A V V V

Gambar 11 Gambar 12 Gambar 13

V. DATA PERCOBAAN

KONDISI RUANG	AWAL PERCOBAAN	AKHIR PERCOBAAN	SATUAN
Temperatur	28,5 ± 0,5	28.0 ± 0,5	⁰C
Kelembaban	65.0 ± 0,5	65,0 ± 0,5	%
Tekanan udara	74,93 ± 0,01	74.94 ± 0,01	cmHg

A. Gb. 8

NO	mA	mV
1	1 ± 0,05 mA	20 ± 5,0 mV
2	2 ± 0,05 mA	40 ± 5,0 mV
3	3 ± 0,05 mA	50 ± 5,0 mV

B. Gb. 9

Kuat arus yang digunakan = 1± 0,05 mA

C. Gb. 10

NO	Rb	mA
1	1 ± 0,5 Ohm	0,8 ± 0,05 mA
2	2 ± 0,5 Ohm	1,1± 0,05 mA
3	3± 0,5 Ohm	1,2± 0,05 mA

D. Gb. 11

NO	mA	mV
1	0,2 ± 0,05 mA	70 ± 5,0 mV
2	0,4 ± 0,05 mA	110 ± 5,0 mV
3	0,6 ± 0,05 mA	150 ± 5,0 mV

E. Gb. 12

Tegangan yang digunakan = 150 ± 5,0 mV

F. Gb. 13

NO	Rb	mA
1	1 ± 0,5 Ohm	160 ± 0,05 mA
2	2 ± 0,5 Ohm	140 ± 0,05 mA
3	3 ± 0,5 Ohm	120 ± 0,05 mA

VI. DISKUSI

Berdasarkan pelaksanaan dan data percobaan yang diperoleh terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan selama melakukan praktek percobaan, antara lain :

- Ketelitian dan kecermatan dalam menyusun rangkaian pada percobaan ini.

- Ketelitian dan kecermatan dalam membaca skala ukur pada Amperemeter, Voltmeter.

- Hasil percobaan membuktikan teori yang benar, yaitu bahwa hambatan yang disusun secara seri akan lebih besar daripada hambatan yang disusun secara pararel, hambatan dalam amperemeter harus lebih kecil sedangkan hambatan dalam voltmeter harus lebih besar.

VIII. KESIMPULAN

Semakin besar hambatan yang ada maka arus akan semakin kecil, sedangkan beda potensial atau tegangan tetap berbanding lurus terhadap hambatan hal ini terbukti dalam persamaan :