Alat-Alat Untuk Mengukur Berpengaruh Arus Dan Tegangan Listrik (Voltmeter Dan Amperemeter Atau Ammeter)

Berikut ini akan dijelaskan wacana alat ukur listrik, alat-alat ukur listrik, alat ukur tegangan listrik, alat pengukur tegangan listrik, alat untuk mengukur arus listrik, alat ukur arus listrik, alat untuk mengukur tegangan listrik, alat ukur daya listrik, voltmeter, amperemeter, ampermeter, ammeter, beda potensial, tegangan listrik, besar lengan berkuasa arus listrik.

Alat Ukur Listrik

Voltmeter

Voltmeter yakni alat untuk mengukur tegangan antara dua titik. Ketika digunakan, voltmeter harus dipasang paralel dengan komponen yang hendak diukur tegangannya, menyerupai diperlihatkan pada Gambar diberikut ini.

Arus pada kendala R; (a) sebelum voltmeter dipakai dan
(b) saat voltmeter digunakan

Untuk mendapat hasil pengukuran yang akurat, kendala dalam voltmeter harus jauh lebih besar daripada kendala komponen yang diukur.

Voltmeter ideal yakni voltmeter yang kendala dalamnya bernilai takhingga. Mengapa demikian? Untuk menjawaban pertanyaan ini, perhatikan gambar diatas.

Arus yang mengalir pada kendala R sebelum dipasang voltmeter yakni I, menyerupai diperlihatkan pada Gambar (a).

Ketika voltmeter dipasang paralel dengan R, arus I menjadi terbagi dua, I1 mengalir pada R dan sisanya, I2 mengalir melalui voltmeter yang berhambatan dalam RV, menyerupai diperlihatkan pada Gambar (b).

Hal ini mengatakan bahwa tegangan pada R sebelum dan sehabis voltmeter dipakai akan tidak sama. Oleh alasannya tegangan pada setiap kendala yang dirangkai paralel besarnya sama, dari Gambar (b) diperoleh:

atau;

sehingga diperoleh;

Persamaan terakhir mengatakan bahwa supaya sebelum dan sehabis dipasang voltmeter, arus yang mengalir pada R relatif sama, yakni I1 ≅ I, Rv harus jauh lebih besar daripada R sehingga R + Rv ≅ Rv.

Umumnya dengan menentukan Rv ≥ 100R cukup untuk membuat I1 ≅ I dengan kesalahan sekitar 1%. Voltmeter mempunyai batas ukur tertentu, yakni nilai tegangan maksimum yang sanggup diukur oleh voltmeter tersebut.

Jika tegangan yang diukur oleh voltmeter melebihi batas ukurnya, voltmeter akan rusak. Lalu, apa yang sanggup Anda lakukan jikalau tegangan yang akan diukur melebihi batas ukur voltmeter?

Anda sanggup menaikkan batas ukur voltmeter dengan prinsip yang sederhana. Misalnya, berdasarkan hasil perhitungan matematis Anda, tegangan pada sebuah kendala yakni 100 V.

Di lain pihak, untuk menguji hasil perhitungan Anda, Anda akan memakai voltmeter yang ternyata spesialuntuk bisa mengukur hingga maksimum 10 V.

Hal yang sanggup Anda lakukan yakni membagi tegangan 100 V tersebut sedemikian sehingga yang melintasi voltmeter tetap 10 V supaya voltmeter tidak rusak.

Sisa tegangannya, yakni 90 V, yang didiberikan pada kendala Rd yang harus dipasang seri dengan voltmeter. Mengapa harus dipasang seri?

Ingat, kendala yang dirangkai seri berfungsi untuk membagi tegangan. Pertanyaan selanjutnya adalah, berapakah nilai Rd yang harus Anda pasang?

Untuk menjawaban pertanyaan terakhir, perhatikan Gambar diberikut ini.

Batas ukur voltmeter sanggup ditingkatkan dengan
mempersembahkan kendala seri dengan voltmeter

Agar lebih umum, contohnya tegangan yang akan diukur yakni V = nVm, dengan n bilangan bundar positif dan Vm yakni batas ukur voltmeter.

Karena voltmeter yang dirangkai seri dengan Rd tersusun paralel dengan kendala yang diukur tegangannya maka berlaku:

sehingga tegangan pada Rd memenuhi persamaan:

Selanjutnya, arus yang melalui Rd sama dengan arus yang melalui Rv, yakni Im maka persamaan terakhir sanggup ditulis sebagai:

sehingga nilai kendala yang harus dipasang seri dengan voltmeter (disebut kendala depan) memenuhi persamaan:

dengan: Rd = kendala depan (Ω ),

Rv = kendala dalam voltmeter (Ω ), dan

n = kelipatan batas ukur voltmeter.

misal Soal:

Pada rangkaian listrik menyerupai gambar diberikut ini, tentukan angka yang ditunjukkan voltmeter V. Anggap voltmeter ideal.

Jawaban:

Voltmeter V mengukur tegangan antara titik A dan B. Karena voltmeternya ideal, tegangan antara titik A dan B sebelum dan sehabis voltmeter terpasang yakni sama.

Oleh alasannya itu, lepas dulu voltmeter dari rangkaian. melaluiataubersamaini memakai Hukum Tegangan Kirchhoff untuk rangkaian sederhana diperoleh:

melaluiataubersamaini demikian, tegangan antara titik A dan B adalah

VAB = IR = (2 A)(3 Ω) = 6 V

Jadi, voltmeter akan mengatakan angka 6 V.

Amperemeter

Amperemeter disingkat ammeter yakni alat yang dipakai untuk mengukur arus listrik. Ketika digunakan, ammeter harus dirangkai seri dengan yang diukur, menyerupai diperlihatkan pada Gambar diberikut ini:

Arus pada R, (a) sebelum dipasang ammeter
dan (b) saat dipasang ammeter

Berbeda dengan voltmeter, untuk mendapat hasil pengukuran yang akurat, kendala dalam ammeter harus jauh lebih kecil daripada kendala yang diukur arusnya.

Seperti yang sanggup Anda lihat pada Gambar diatas, jikalau sebelum dipasang ammeter, arus yang melalui R yakni I, maka sehabis R diserikan dengan Ra, arus yang melalui R akan turun menjadi I'.

Hal ini terjadi alasannya hambatannya bertambah besar menjadi R + Ra, sedangkan tegangannya tetap. Oleh alasannya tegangan sebelum dan sehabis dipasang voltmeter tetap, maka berlaku:

sehingga:

Persamaan ini mengatakan bahwa supaya I' ≅ I, maka R + Ra ≅ R. Keadaan ini akan dicapai jikalau Ra jauh lebih kecil daripada R dan idealnya Ra = 0.

Akan tetapi, tentu saja mustahil sanggup membuat ammeter dengan kendala dalam nol. Paling tidak, ammeter yang dipakai harus mempunyai kendala dalam 1/100 kali dari kendala yang diukur arusnya.

Jika hal ini dipenuhi, kesalahan hasil pengukuran spesialuntuk sekitar 1% dan dikatakan cukup akurat. Seperti halnya pada voltmeter, batas ukur ammeter juga sanggup ditingkatkan.

Misalnya, Anda akan mengukur arus listrik yang besarnya nIm, dengan n bilangan bundar positif dan Im yakni batas ukur ammeter.

Dalam hal ini Anda harus memasang kendala paralel, Rsh, (disebut kendala shunt) dengan ammeter menyerupai diperlihatkan pada Gambar diberikut.

Batas ukur ammeter sanggup ditingkatkan
dengan memasang kendala shunt

Hal ini dilakukan supaya arus yang besarnya nIm tadi terbagi menjadi Im pada ammeter dan (n–1) Im pada kendala Rsh. Oleh alasannya Rsh paralel dengan Ra, tegangan pada keduanya sama sehingga berlaku:

dan diperoleh:

dengan: Rsh = kendala shunt (paralel dengan ammeter),

Ra = kendala dalam ammeter, dan

n = kelipatan batas ukur ammeter.

misal Soal:

Sebuah ammeter dengan kendala dalam 1Ω mempunyai batas ukur 10 A. Agar batas ukur ammeter itu menjadi 50 A, tentukan besar kendala shunt yang harus dipasang paralel dengan ammeter.

Jawaban:

Diketahui: Ra = 1Ω dan kelipatan batas ukur n = 50A/10A = 5.

Besar kendala shunt adalah: