ALAT-ALAT UKUR LISTRIK

Telah dipahami bahwa elektron yang bergerak akan menghasilkan medan magnet yang
tentu saja dapat ditarik atau ditolak oleh sumber magnetik lain. Keadaan inilah yang
digunakan sebagai dasar pembuatan motor listrik serta meter listrik sederhana untuk
mengukur arus dan tegangan. Konstruksi dasar meter listrik diperlihatkan pada gambar
3.1

 

 Gambar 3.1 Kostruksi dasar meter listrik

 Meter dasar ini terdiri dari sebuah maget permanen berbentuk tapal kuda dengan

kutub-kutubnya berbentuk bulat. Sebuah kumparan dengan inti dari besi lunak
diletakkan sedemikian rupa di antara kedua kutub U dan S sehingga dapat berputar
dengan bebas. Sebuah jarum penunjuk dilekatkan pada kumparan dan akan bergerak
saat kumparan berputar.

Arus listrik yang akan diukur dilewatkan ke kumparan sehingga kumparan
tersebut akan menghasilkan medan maget (elektro magnet). Kutub-kutub elektro magnet
akan berinteraksi dengan kutub magnet permanen sehingga kumparan tersebut berputar
sesuai dengan besarnya arus yang melaluinya.

3.1 Penggunaan Meter Dasar
Pemakaian terpenting adalah sebagai alat ukur arus dan alat ukur tegangan. Pada
pemakaian sebagai ampere meter (ammeter), diupayakan semua arus pada suatu titik
cabang yang diukur dapat melalui ammeter. Tujuannya adalah pada titik cabang tersebut
seolah-olah terjadi hubung singkat, yaitu mempunyai resistansi rendah dan penurunan
tegangan yang rendah. Untuk pemakaian sebagai voltmeter (dipasang di antara dua
titik), diupayakan agar arus yang lewat ke meter (voltmeter) sekecil mungkin.
Tujuannya adalah agar di kedua titik sambungan seolah-olah merupakan rangkaian
terbuka, yaitu memiliki resistansi yang sangat besar atau dilewati arus yang sangat
kecil. Gambar 3.2 menunjukkan bagaimana kedua meter listrik tersebut dipasang pada
rangkaian. Suatu meter dasar biasanya memerlukan arus sebesar 1 mA (dan sekitar 0.1
V) untuk membuat difleksi skala penuh (full-scale deflection).

3.2 Meter Dasar sebagai Ampere Meter
Kita dapat membuat sebuah meter dengan penunjukan arus skala penuh (batas ukur)
lebih besar dibandingkan dengan kemampuan dasarnya (tetapi dengan kemampuan
penunjukan tegangan skala penuh yang sama), yaitu dengan memasang hambatan shunt
secara paralel dengan meter tersebut.

 

 Gambar 3.3(a) menmjukkan meter dengan penunjukkan skala penuh (batas
ukur) sebesar 1 mA akan diubah menjadi 1 A. Dengan menggunakan prinsip pembagi
arus didapat harga hambatan shunt sebesar

 

 

 dimana n menunjukkan perbesaran batas ukur meter tersebut. Untuk kasus di atas, n
sebesar 1000 kali dan dengan demikian  

 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 3.4 menunjukkan meter dengan
batas ukur 2 dan 10 A yang dibuat dengan menggunakan prinsip di atas.

 

3.3 Meter Dasar sebagai Voltmeter
Kita dapat juga memperbesar batas ukur sebuah voltmeter sebesar n kali batas ukur
dasarnya (dengan arus skala penuh yang sama), yaitu dengan memasang suatu hambatan
luar secara seri. Untuk rangkaian pada gambar 3.3-b menunjukkan sebuah meter dasar
dengan batas ukur arus maksimum sebesar 1 mA akan digunakan untuk mengukur
tegangan sebesar 2 V. Total resistansi (resistor luar + resistor meter) adalah sebesar
2 V/1 mA = 2000 ohm
dengan demikian hambatan luar yang harus dipasang sebesar
RS = (2000 - 25) ohm = 1975 ohm
Pada voltmeter dengan beberapa batas ukur biasanya dilengkapi dengan saklar untuk
memilih resistor seri yang sesuai.

Gambar 3.5 Pengaturan batas ukur meter dengan pemasangan resistor.

Contoh
Misalkan sebuah meter dasar 50mA memiliki hambatan sebesar 3000 ohm. Coba desain
sebuah multimeter yang dapat digunakan untuk pengukuran sampai pada batas ukur 100
mA, 1 mA, 1 V dan 10 V. Rangkaian yang sesuai diperlihatkan pada gambar 3.5.