Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar - Hallo semuanya Pembaca Berita, Pada postingan berita kali ini yang berjudul Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar, telah di posting di blog ini dengan lengkap dari awal lagi sampai akhir. mudah-mudahan berita ini dapat membantu anda semuanya. Baiklah, ini dia berita terbaru nya.
Judul Posting : Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
Link : Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses pengukuran dalam sistem tenaga listrik merupakan salah satu prosedur standar yang harus dilakukan. Karena melalui pengukuran akan diperoleh besaran-besaran yang diperlukan, baik untuk pengambilan keputusan dan instrumen kontrol maupun hasil yang diinginkan oleh seorang user. Dalam melakukan pengukuran listrik sangat diperlukan piranti untuk membantu kegiatan tersebut. Piranti untuk membantu kegiatan pengukuran listrik disebut alat ukur listrik. Alat ukur listrik memiliki banyak jenis yang diantaranya memiliki perbedaan cara kerja, bagian-bagian penyusun dan kegunaannya. Dalam hal ini akan dibahas mengenai alat ukur kumparan putar.
Kepentingan alat-alat ukur dalam kehidupan kita tidak dapat disangkal lagi. Hampir semua alat ukur berdasarkan energi elektrik, karena setiap kuantitas fisis mudah dapat diubah kedalam kuantitas elektrik, seperti tegangan, arus, frekuensi, perputaran dan lain-lainnya. Misalnya : temperatur yang dulu diukur dengan sebuah termometer air raksa sekarang dapat diukur dengan thermocople.
Hal tersebut merupakan salah satu contoh dari kemajuan teknologi dibidang pengukuran. Pengukuran listrik sangatlah penting untuk kita ketahui, terkhusus untuk mahasiswa elektro. Karena tanpa pengukuran listrik maka akan sangat sulit untuk mengetahui besaran – besaran listrik yang sangat diperlukan dalam membuat suatu perencanaan, pemasangan atau pembuatan barang – barang elektronika dan listrik.
Mengingat begitu pentingnya pengukuran listrik, maka dalam makalah ini akan dibahas mengenai alat ukur kumparan putar.
1.2 Tujuan
1. Memahami apa itu alat ukur kumparan putar.
2. Memahami prinsip kerja, bagian-bagian dan kegunaan alat ukur kumparan putar.
3. Memahami apa itu alat ukur elektrostatis.
4. Memahami prinsip kerja, bagian-bagian dan kegunaan alat ukur Elektrostatis.
1.3 Rumusan Masalah
1. Apa itu alat ukur kumparan putar ?
2. Apa bagian-bagian penyusun alat kumparan putar?
3. Bagaimana prinsip kerja kumparan putar?
4. Bagaimana peredaman alat kumparan putar?
5. Apa kegunaan alat kumparan putar?
6. Apa kelebihan dan kekurangan alat kumparan putar?
7. Pengertian alat ukur elektrostatis?
8. Bagaimana prinsip kerja alat ukur elektrostatis?
9. Apa kegunaan alat ukur elektrostatis?
10. Apa kelebihan dan kekurangan alat ukur elektrostatis?
11. Apa itu voltmeter elektrostatis?
1.4 Manfaat Penulisan
1. Sebagai referensi dalam penulisan lebih lanjut mengenai alat ukur kumparan putar.
2. Sebagai acuan ataupun menjadi pertimbangan dalam pemilihan alat ukur listrik yang akan digunakan.
3. Menambah pengetahuan dan pemahaman mahasiswa mengenai alat ukur kumparan putar.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Definisi Alat Ukur Kumparan Putar
Alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur, yang bekerja atas dasar adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen. Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabakan kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur yang penting yang dipakai untuk bermacam arus, yaitu arus searah, arus bolak-balik.
Pada dasarnya Alat kumparan putar ini terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang bergerak dan bagian yang diam. Bagian yang bergerak terdiri dari kumparan putar, jarum penunjuk dan beban penyeimbang. Sedangkan bagian yang diam terdiri dari medan karena magnet permanen, pegas atau per serta penyangga.
Dalam alat ukur kumparan putar, pada umumnya kumparan putarnya dibuat dari kerangka berbahan aluminium tembaga ataualumunium halusdan berosilasi.
Kumparan diletakkan di antara magnet permanent pada suatu inti besi yang berbentuk silinder agar arah dari medan magnet selalu tegak lurus terhadap kumparan putar Jarum penunjuk merupakan bagian yang menunjukkan besaran dari suatu hasil pengukuran. Terdapat dua jenis jarum penunjuk yaitu jarum penunjuk yang tipis untuk alat ukur dengan ketelitian tinggi dan jarum penunjuk yang tebal untuk memudahkan pembacaan dari kejauhan dan biasanya diletakkan pada panel listrik.
Beban penyeimbang diletakkan di belakang jarum penunjuk yang berfungsi sebagai penyeimbang sehingga poros penyangga jarum penunjuk berada tepat di titik beratnya. Tujuan diberikannya beban penyeimbang ini adalah untuk mengurangi gesekan serta goncangan pada jarum penunjuk ketika menyimpang atau berdefleksi.
Magnet permanent yang diberikan berguna untuk membangkitkanmedan magnet di sekitar kumparan putar dan akan menimbulkan momen gerak pada kumparan putar apabila dialiri arus.Penyangga pada alat ukur kumparan putar ini berfungsi untuk menahan berat kumparan putarbeserta jarum penunjuknya. Gesekan yang terjadi antara penyangga(jewel) dengan poros perputarannya (pivot) harus diusahakan sekecilmungkin. Pegas atau per yang dipasang pada alat ukur kumparan putar iniberfungsi untuk memberikan momen perlawanan terhadap momen geraksehingga didapat suatu keseimbangan momen atau gaya pada hargapenunjuknya.
Prinsip kerja alat ukur kumparan putar menggunakan dasar percobaan Lorentz. Percobaan Lorentz, maka pada kawat penghantar tersebut akan timbul gaya. Gaya yang timbul disebut dengan gaya Lorentz. Arahnya ditentukan dengan kaidah tangan kiri Fleming.
Gambar 2.1 Momen penyimpang
Jika arus yang mengalir pada kumparan adalah I amper, maka besarnya gaya pada tiap sisi kumparan adalah :
F = B .I . l Newton ........................ (1 -1)
Dengan pengertian :
B = kerapatan fluks dalam Wb/m2
l = panjang kumparan dalam meter
Apabila kumparan dengan N lilitan, maka gaya pada masing-masing kumparan adalah : N . B. I . l
Newton. Besarnya momen penyimpang (Td) adalah gaya dikalikan dengan lengan atau jarak
tegak lurus. Jika lengan adalah b, maka :
Momen penyimpang (Td) = gaya x lengan
= N. B . I .l . b
Karena l X b merupakan luas penampang kumparan dan dinotasikan A, maka Momen penyimpang (Td) = N . B . I . A N-m ............. (1 -2).
2.2 Bagian-Bagian Penyusun Alat Kumparan Putar
Alat kumparan putar terdiri dari kumparan putar, jarum penunjuk, beban penyeimbang, magnet permanent, pegas dan penyangga. Kumparan diletakkan di antara magnet permanent pada suatu inti besi yang berbentuk silinder agar arah dari medan magnet selalu tegak lurus terhadap kumparan putar. Jarum penunjuk merupakan bagian yang menunjukkan besarann dari suatu hasil pengukuran. Terdapat dua jenis jarum penunjuk yaitu jarum penunjuk yang tipis untuk alat ukur dengan ketelitian tinggi dan jarum penunjuk yang tebal untuk memudahkan pembacaan dari kejauhan dan biasanya diletakkan pada panel listrik. Beban penyeimbang diletakkan di belakang jarum penunjuk yang berfungsi sebagai penyeimbang sehingga poros penyangga jarum penunjuk berada tepat di titik beratnya. Tujuan diberikannya beban penyeimbang ini adalah untuk mengurangi gesekan serta goncangan pada jarum penunjuk ketika menyimpang atau berdefleksi. Magnet permanent yang diberikan berguna untuk membangkitkan medan magnet di sekitar kumparan putar dan akan menimbulkan momen gerak pada kumparan putar apabila dialiri arus. Penyangga pada alat ukur kumparan putar ini berfungsi untuk menahan beratkumparan putar beserta jarum penunjuknya. Gesekan yang terjadi antara penyangga (jewel) dengan poros perputarannya (pivot) harus diusahakan sekecil mungkin.Pegas atau per yang dipasang pada alat ukur kumparan putar ini berfungsi untuk memberikan momen perlawanan terhadap momen gerak sehingga didapat suatu keseimbangan momen atau gaya pada harga penunjuknya.
2.3. Prinsip Kerja Alat Ukur Kumparan Putar
Prinsip kerja alat ukur kumparan ini adalah adanya gaya pada penghantar berarus yang diletakkan pada medan magnet (berdasarkan percobaan Lorentz).Pada alat ukur kumparan putar pada umumnya terdapat baterai yangmemungkinkan arus searah melalui alat ukur tersebut saat probe dihubungkansehingga kemudian jarumpenunjuknya bergerak. Simpangan atau defleksi jarum penunjuk terjadi karena adanya interaksi antara arus dan medan magnet padakumparan putar. Arus pada kumparan putar mengakibatkan gaya elektromagnetisyang memiliki arah tertentu sehingga jarum menyimpang sebesar θ .
Pegas yang dipasangkan pada jarum penunjuk akan memberikan reaksi yang berbanding lurus dengan sudut rotasi sumbu dan berusaha untuk menahan perputaran dengan momen kontrolθτTc.
Apabila jarum penunjuk menyimpang dengan sudut akhir θ maka terjadi keadaan seimbang dimana c = TTd
Skema prinsip kerja alat ukur kumparan putar pada pengukuran besaran listrik arus searah dan bolak balik ditunjukkan pada gambar :
Gambar 2.2 Skema Prinsip Kerja Kumparan Putar
Secara listrik kerangka alumunium kumparan putar merupakan jaringan hubung pendek (short circuit), dan memberikan pada kumparan momen peredam.Magnet permanent terdiri dari sepatu kutub dan magnet permanent berbentuk U. Magnet permanent terbuat dari logam ferromagnetik yang terbuat dari logam alnico (campuran alumunium nikel dn cobalt) dan mempunyai kutub besi lunak yang ujungnya dibuat melengkung. Bila kumparan putar berputar yang disebabkan oleh arus yang melaluinya, maka dalam kerangkanya akan timbul arusinduksi. Ini disebabkan karena putaran kerangka aluminium ini terjadi dalam medan magnet pada celah udara, sehingga tegangan yang berbanding lurus pada kecepatan perputaran akan diinduksikan dalam kerangka tersebut. Arah dari tegangan dapat ditentukan melalui hukum tangan kanan Fleming. Tegangan ini yang menyebabkan arus induksi mengalir ke dalam kerangka kumparan.Sebaliknya arah arus induksi ini akan memotong fluks magnet dalam celah udara bila kumparan berputar, dan akan dibangkitkan momen yang berbanding lurusdengan kecepatan putar. Akan tetapi arah dari momen ini adalah berlawanan dengan arah perputaran, menyebabkan perputaran terhambat. Dengan demikian terjadilah suatu redaman yang dapat melawan perputaran. Luas penampang kerangka kumparan putar mempengaruhi momen redaman. Apabila luas penampangnya kecil berarti tahanannya besar dan arus induksi kecil sehingga momen redamannya menjadi kurang.
2.4. Peredaman Alat Ukur Kumparan Putar
Dalam alat ukur kumparan putar, pada umumnya kumparan putarnya dibentuk kerangka berbahan aluminium. Secara listrik kerangka tersebut merupakan jaringan hubung pendek, dan memberikan pada kumparan momen peredam. Bila kumparan putar berputar yang disebabkan oleh arus yang melaluinya, maka dalam kerangkanya akan timbul arus induksi. Ini disebabkan karena putaran kerangka aluminium ini terjadi dalammedan magnet pada celah udara, sehingga tegangan yang berbanding lurus padakecepatan perputaran akan diinduksikandalam kerangka tersebut. Arah dari tegangan dapatditentukan melalui hukum tangan kanan Fleming. Tegangan ini yang menyebabkan arus induksi mengalir ke dalam kerangka kumparan. Sebaliknya arah arus induksi ini akan memotong fluks magnet dalam celah udara bila kumaran brputar, dan akan dibangkitkan momen yang berbanding lurus dengan kecepatan putar. Akan tetapi arah dari momen ini adalah berlawanan dengan arah perputaran, menyebabkan perputaran terhambat. Dengan demikian, terjadilah redaman yang berusaha melawan perputaran.
2.5. Kegunaan Alat Ukur Kumparan Putar
A. Pengukur Tegangan (Voltmeter)
Konfigurasi dasarnya adalah dengan menghubungkan suatu tahananan seri dengan kumparan putar alat ukur arus dimana arus secara langsung masuk ke dalam kumparan putar.Jika tahanan dari kumparan putar adalah R1 dan tahanan seri yang dipasang adalah R2, maka jika tegangan yang akan diukur diletakkan di ujung dari alat ukur tegangan tersebut, maka arus I akan mengalir melalui kumparan putar dan dipenuhi persamaan sebagai berikut:
V = (R1 + R2 ) I
Jadi walaupun arus yang mengalir melalui kumparan putar adalah I, namun jarum penunjuk akan menunjukkan skala berupa tegangan V. Sebagai contoh, jika terdapat suatu tahanan yang mempunyai harga 7,5 k W dihubungkan secara seri dengan suatu kuparan putar yang mempunyai harga skala maksimal 4 mA dan tahanan dalam sebesar 3 Ohm maka diperoleh :
V = (3 + 37.500)0,004 = 150 V pada I = 4mA
Sehingga telah diperoleh pengukur tegangan dengan skala maksimal 150 V. Sehingga telah diperoleh pengukur tegangan dengan skala maksimal 150 V. Harga tahanan seri harus dipilih sedemikian rupa, sehingga jika alat ukur tegangan dipakai untuk tegangan yang diperuntukkannya, maka arus yang mengalir dalam kumparan putar adalah pula arus yang diperuntukkannya yang biasanya berkisar antara beberapa puluh sampai beberapa mA. Biasanya tahanan seri yang dimaksud telah ada di dalam alat ukur tegangan tersebut bersama dengan bagian-bagian yang lainnya. Namun jika alat pengukur tegangan tersebut dipergunakan untuk mengukur tegangan di sekitar 10.000 V atau lebih tinggi, tahanan seri akan menjadi sedemikian besarnya dan memungkinkan terjadinya panas yang tentunya akan sukar diisolasikan, sehingga sebaiknya oada keadaan tersebut tahanan seri sebaiknya ditempatkan di luar dari alat ukurnya.
B. Pengukur arus (Ammeter)
Alat ukur kumparan putar pada dasarnya adalah alat pengukur arus atau pengukur amper. Arus yang dapat dialirkan melalui kumparan putar dibatasi lebih kurang di bawah 30 mA. Hal ini disebabkan alat-alat putarnya tidak dapat terlalu berat sehingga kawat-kawat penghantar dari kumparan tidak terlalu tebal. Harga maksimum yang dapat diukur oleh pengukur ampare ini lebih kecil dari kira-kira 30 mA. Prinsip kerja ammeter ditunjukkan pada gambar 6 :
Gambar 2.3Prinsip kerja Ammeter kumparan putar
Agar pengukur ampare ini dapat melakukan pengukuran arus yang lebih besar dari 30 mA, maka dapat dilakukan dengan menambahkan suatu hambatan yang dihubungkan parallel pada kumparan putar seperti yang ditunjukkan pada gambar 7. Tahanan yang dipasang ini biasa disebut sebagai tahanan shunt.
Gambar 2.4Prinsip (a) Ammeter dengan rangkaian shunt (b) Voltmeter dengan rangkaian shunt
Jika tahanan total pada kumparan putar dan pegas-pegas pengontrol disebut R1 , sedangkan arus yang diukur adalah I, kemudian arus yang masuk ke dalam kumparan disebut dengan I” maka akan berlaku persamaan –persamaan berikut:
m adalah harga factor perkalian (multiplikasi) dari shunt.
Walaupun arus yang masuk sebenarnya ke dalam kumparan putar adalah 'I', tapi harga skala yang diberikan sesuai dengan arus I sehingga memungkinkan untuk pengukur ampere dengan tahanan shunt ini untuk mengukur arus sebesar m kali lebih besar.
Sebagai contoh, bila diberikan tahanan shunt sebesar 5,005 mW dan dipasang parallel dengan suatu kumparan putar pengukur arus yang mempunyai harga skala maksimum 100 mA dan tahanan dari alat putarnya (pegas) sebesar 5 k W maka faktor perkalian yang diperoleh adalah sebesar
Sehingga arus yang diuukur adalah
dari perhitungan di atas dimungkinkan untuk membuat alat ukur arus dengan harga skala maksimal 100 mA.
2.6.Kelebihan dan Kekurangan Alat Ukur Kumparan Putar
Kelebihan alat ukur kumparan putar jenis magnet permanen adalah sebagai berikut :
1. Memerlukan daya rendah.
2. Skala seragam dan dapat dirancang untuk melampaui 270.
3. Mempunyai rasio torsi / berat tinggi.
4. Dapat dimodifikasi dengan bantuan shunt dantahsnan seri untuk memperbesar batas ukur arus dantegangan.
5. Tidak mempunyai kehilangan hysterisis
6. Peredaman dengan arus eddy sangat efektif.
7. Karena medan yang bekerja pada alat ukur sangat kuat, alat ukur tidak banyak dipengaruhi oleh medan magnet luar.
Kelemahan alat ukur kumparan putar jenis magnet permanen adalah sebagai berikut :
1. Karena kontruksi yang bagus dan perlunya kecermatan permesinan dan perakitan dari berbagai suku cadang, alat ukur ini lebih mahal disbanding dengan alat ukur besi putar.
2. Beberapa kesalahan (error) terjadi karena pegas control dan magnet permanent yang sudah tua atau lama pemakaiannya. Alat ukur ini pada umumnya hanya digunakan rangkaian listrik searah tetapi kadang-kadang juga digunakan dengan diberi penyearah atau sambungan thermo untuk pengukuran listrik bolak-balik pada batas-batas frekuensi tertentu. Alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent ini dapat dipakai sebagai ammeter dengan bantuan tahanan shunt atau sebagai voltmeter dengan bantuan tahanan shunt atau dengan bantuan tahanan seri yang besar.
BAB III
PENUTUP
3.1. Simpulan
Dari penjelasan diatas, kesimpulan yang dapat kami ambil adalah bahwa alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur, yang bekerja atas dasar adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen.Alat ukur ini pada umumnya hanya digunakan rangkaian listrik searah tetapi kadang-kadang juga digunakan dengan diberi penyearah atau sambungan thermo untuk pengukuran listrik bolak-balik pada batas-batas frekuensi tertentu. Alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent ini dapat dipakai sebagai ammeter dengan bantuan tahanan shunt atau sebagai voltmeter dengan bantuan tahanan shunt atau dengan bantuan tahanan seri yang besar. Alat ukur kumparan putar memiliki kelebihan dan kekurangan yang dapat digunakan sebagai pertimbangan saat akan menggunakannya.
Daftar Pustaka
Anda sedang membaca posting tentang Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar dan berita ini url permalinknya adalah https://indodongeng.blogspot.com/2016/11/contoh-makalah-alat-ukur-kumparan-putar.html Semoga info lowongan ini bisa bermanfaat.
Judul Posting : Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
Link : Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses pengukuran dalam sistem tenaga listrik merupakan salah satu prosedur standar yang harus dilakukan. Karena melalui pengukuran akan diperoleh besaran-besaran yang diperlukan, baik untuk pengambilan keputusan dan instrumen kontrol maupun hasil yang diinginkan oleh seorang user. Dalam melakukan pengukuran listrik sangat diperlukan piranti untuk membantu kegiatan tersebut. Piranti untuk membantu kegiatan pengukuran listrik disebut alat ukur listrik. Alat ukur listrik memiliki banyak jenis yang diantaranya memiliki perbedaan cara kerja, bagian-bagian penyusun dan kegunaannya. Dalam hal ini akan dibahas mengenai alat ukur kumparan putar.
Kepentingan alat-alat ukur dalam kehidupan kita tidak dapat disangkal lagi. Hampir semua alat ukur berdasarkan energi elektrik, karena setiap kuantitas fisis mudah dapat diubah kedalam kuantitas elektrik, seperti tegangan, arus, frekuensi, perputaran dan lain-lainnya. Misalnya : temperatur yang dulu diukur dengan sebuah termometer air raksa sekarang dapat diukur dengan thermocople.
Hal tersebut merupakan salah satu contoh dari kemajuan teknologi dibidang pengukuran. Pengukuran listrik sangatlah penting untuk kita ketahui, terkhusus untuk mahasiswa elektro. Karena tanpa pengukuran listrik maka akan sangat sulit untuk mengetahui besaran – besaran listrik yang sangat diperlukan dalam membuat suatu perencanaan, pemasangan atau pembuatan barang – barang elektronika dan listrik.
Mengingat begitu pentingnya pengukuran listrik, maka dalam makalah ini akan dibahas mengenai alat ukur kumparan putar.
1.2 Tujuan
1. Memahami apa itu alat ukur kumparan putar.
2. Memahami prinsip kerja, bagian-bagian dan kegunaan alat ukur kumparan putar.
3. Memahami apa itu alat ukur elektrostatis.
4. Memahami prinsip kerja, bagian-bagian dan kegunaan alat ukur Elektrostatis.
1.3 Rumusan Masalah
1. Apa itu alat ukur kumparan putar ?
2. Apa bagian-bagian penyusun alat kumparan putar?
3. Bagaimana prinsip kerja kumparan putar?
4. Bagaimana peredaman alat kumparan putar?
5. Apa kegunaan alat kumparan putar?
6. Apa kelebihan dan kekurangan alat kumparan putar?
7. Pengertian alat ukur elektrostatis?
8. Bagaimana prinsip kerja alat ukur elektrostatis?
9. Apa kegunaan alat ukur elektrostatis?
10. Apa kelebihan dan kekurangan alat ukur elektrostatis?
11. Apa itu voltmeter elektrostatis?
1.4 Manfaat Penulisan
1. Sebagai referensi dalam penulisan lebih lanjut mengenai alat ukur kumparan putar.
2. Sebagai acuan ataupun menjadi pertimbangan dalam pemilihan alat ukur listrik yang akan digunakan.
3. Menambah pengetahuan dan pemahaman mahasiswa mengenai alat ukur kumparan putar.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Definisi Alat Ukur Kumparan Putar
Alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur, yang bekerja atas dasar adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen. Arus yang dialirkan melalui kumparan akan menyebabakan kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur yang penting yang dipakai untuk bermacam arus, yaitu arus searah, arus bolak-balik.
Pada dasarnya Alat kumparan putar ini terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang bergerak dan bagian yang diam. Bagian yang bergerak terdiri dari kumparan putar, jarum penunjuk dan beban penyeimbang. Sedangkan bagian yang diam terdiri dari medan karena magnet permanen, pegas atau per serta penyangga.
Dalam alat ukur kumparan putar, pada umumnya kumparan putarnya dibuat dari kerangka berbahan aluminium tembaga ataualumunium halusdan berosilasi.
Kumparan diletakkan di antara magnet permanent pada suatu inti besi yang berbentuk silinder agar arah dari medan magnet selalu tegak lurus terhadap kumparan putar Jarum penunjuk merupakan bagian yang menunjukkan besaran dari suatu hasil pengukuran. Terdapat dua jenis jarum penunjuk yaitu jarum penunjuk yang tipis untuk alat ukur dengan ketelitian tinggi dan jarum penunjuk yang tebal untuk memudahkan pembacaan dari kejauhan dan biasanya diletakkan pada panel listrik.
Beban penyeimbang diletakkan di belakang jarum penunjuk yang berfungsi sebagai penyeimbang sehingga poros penyangga jarum penunjuk berada tepat di titik beratnya. Tujuan diberikannya beban penyeimbang ini adalah untuk mengurangi gesekan serta goncangan pada jarum penunjuk ketika menyimpang atau berdefleksi.
Magnet permanent yang diberikan berguna untuk membangkitkanmedan magnet di sekitar kumparan putar dan akan menimbulkan momen gerak pada kumparan putar apabila dialiri arus.Penyangga pada alat ukur kumparan putar ini berfungsi untuk menahan berat kumparan putarbeserta jarum penunjuknya. Gesekan yang terjadi antara penyangga(jewel) dengan poros perputarannya (pivot) harus diusahakan sekecilmungkin. Pegas atau per yang dipasang pada alat ukur kumparan putar iniberfungsi untuk memberikan momen perlawanan terhadap momen geraksehingga didapat suatu keseimbangan momen atau gaya pada hargapenunjuknya.
Prinsip kerja alat ukur kumparan putar menggunakan dasar percobaan Lorentz. Percobaan Lorentz, maka pada kawat penghantar tersebut akan timbul gaya. Gaya yang timbul disebut dengan gaya Lorentz. Arahnya ditentukan dengan kaidah tangan kiri Fleming.
Gambar 2.1 Momen penyimpang
Jika arus yang mengalir pada kumparan adalah I amper, maka besarnya gaya pada tiap sisi kumparan adalah :
F = B .I . l Newton ........................ (1 -1)
Dengan pengertian :
B = kerapatan fluks dalam Wb/m2
l = panjang kumparan dalam meter
Apabila kumparan dengan N lilitan, maka gaya pada masing-masing kumparan adalah : N . B. I . l
Newton. Besarnya momen penyimpang (Td) adalah gaya dikalikan dengan lengan atau jarak
tegak lurus. Jika lengan adalah b, maka :
Momen penyimpang (Td) = gaya x lengan
= N. B . I .l . b
Karena l X b merupakan luas penampang kumparan dan dinotasikan A, maka Momen penyimpang (Td) = N . B . I . A N-m ............. (1 -2).
2.2 Bagian-Bagian Penyusun Alat Kumparan Putar
Alat kumparan putar terdiri dari kumparan putar, jarum penunjuk, beban penyeimbang, magnet permanent, pegas dan penyangga. Kumparan diletakkan di antara magnet permanent pada suatu inti besi yang berbentuk silinder agar arah dari medan magnet selalu tegak lurus terhadap kumparan putar. Jarum penunjuk merupakan bagian yang menunjukkan besarann dari suatu hasil pengukuran. Terdapat dua jenis jarum penunjuk yaitu jarum penunjuk yang tipis untuk alat ukur dengan ketelitian tinggi dan jarum penunjuk yang tebal untuk memudahkan pembacaan dari kejauhan dan biasanya diletakkan pada panel listrik. Beban penyeimbang diletakkan di belakang jarum penunjuk yang berfungsi sebagai penyeimbang sehingga poros penyangga jarum penunjuk berada tepat di titik beratnya. Tujuan diberikannya beban penyeimbang ini adalah untuk mengurangi gesekan serta goncangan pada jarum penunjuk ketika menyimpang atau berdefleksi. Magnet permanent yang diberikan berguna untuk membangkitkan medan magnet di sekitar kumparan putar dan akan menimbulkan momen gerak pada kumparan putar apabila dialiri arus. Penyangga pada alat ukur kumparan putar ini berfungsi untuk menahan beratkumparan putar beserta jarum penunjuknya. Gesekan yang terjadi antara penyangga (jewel) dengan poros perputarannya (pivot) harus diusahakan sekecil mungkin.Pegas atau per yang dipasang pada alat ukur kumparan putar ini berfungsi untuk memberikan momen perlawanan terhadap momen gerak sehingga didapat suatu keseimbangan momen atau gaya pada harga penunjuknya.
2.3. Prinsip Kerja Alat Ukur Kumparan Putar
Prinsip kerja alat ukur kumparan ini adalah adanya gaya pada penghantar berarus yang diletakkan pada medan magnet (berdasarkan percobaan Lorentz).Pada alat ukur kumparan putar pada umumnya terdapat baterai yangmemungkinkan arus searah melalui alat ukur tersebut saat probe dihubungkansehingga kemudian jarumpenunjuknya bergerak. Simpangan atau defleksi jarum penunjuk terjadi karena adanya interaksi antara arus dan medan magnet padakumparan putar. Arus pada kumparan putar mengakibatkan gaya elektromagnetisyang memiliki arah tertentu sehingga jarum menyimpang sebesar θ .
Pegas yang dipasangkan pada jarum penunjuk akan memberikan reaksi yang berbanding lurus dengan sudut rotasi sumbu dan berusaha untuk menahan perputaran dengan momen kontrolθτTc.
Apabila jarum penunjuk menyimpang dengan sudut akhir θ maka terjadi keadaan seimbang dimana c = TTd
Skema prinsip kerja alat ukur kumparan putar pada pengukuran besaran listrik arus searah dan bolak balik ditunjukkan pada gambar :
Gambar 2.2 Skema Prinsip Kerja Kumparan Putar
Secara listrik kerangka alumunium kumparan putar merupakan jaringan hubung pendek (short circuit), dan memberikan pada kumparan momen peredam.Magnet permanent terdiri dari sepatu kutub dan magnet permanent berbentuk U. Magnet permanent terbuat dari logam ferromagnetik yang terbuat dari logam alnico (campuran alumunium nikel dn cobalt) dan mempunyai kutub besi lunak yang ujungnya dibuat melengkung. Bila kumparan putar berputar yang disebabkan oleh arus yang melaluinya, maka dalam kerangkanya akan timbul arusinduksi. Ini disebabkan karena putaran kerangka aluminium ini terjadi dalam medan magnet pada celah udara, sehingga tegangan yang berbanding lurus pada kecepatan perputaran akan diinduksikan dalam kerangka tersebut. Arah dari tegangan dapat ditentukan melalui hukum tangan kanan Fleming. Tegangan ini yang menyebabkan arus induksi mengalir ke dalam kerangka kumparan.Sebaliknya arah arus induksi ini akan memotong fluks magnet dalam celah udara bila kumparan berputar, dan akan dibangkitkan momen yang berbanding lurusdengan kecepatan putar. Akan tetapi arah dari momen ini adalah berlawanan dengan arah perputaran, menyebabkan perputaran terhambat. Dengan demikian terjadilah suatu redaman yang dapat melawan perputaran. Luas penampang kerangka kumparan putar mempengaruhi momen redaman. Apabila luas penampangnya kecil berarti tahanannya besar dan arus induksi kecil sehingga momen redamannya menjadi kurang.
2.4. Peredaman Alat Ukur Kumparan Putar
Dalam alat ukur kumparan putar, pada umumnya kumparan putarnya dibentuk kerangka berbahan aluminium. Secara listrik kerangka tersebut merupakan jaringan hubung pendek, dan memberikan pada kumparan momen peredam. Bila kumparan putar berputar yang disebabkan oleh arus yang melaluinya, maka dalam kerangkanya akan timbul arus induksi. Ini disebabkan karena putaran kerangka aluminium ini terjadi dalammedan magnet pada celah udara, sehingga tegangan yang berbanding lurus padakecepatan perputaran akan diinduksikandalam kerangka tersebut. Arah dari tegangan dapatditentukan melalui hukum tangan kanan Fleming. Tegangan ini yang menyebabkan arus induksi mengalir ke dalam kerangka kumparan. Sebaliknya arah arus induksi ini akan memotong fluks magnet dalam celah udara bila kumaran brputar, dan akan dibangkitkan momen yang berbanding lurus dengan kecepatan putar. Akan tetapi arah dari momen ini adalah berlawanan dengan arah perputaran, menyebabkan perputaran terhambat. Dengan demikian, terjadilah redaman yang berusaha melawan perputaran.
2.5. Kegunaan Alat Ukur Kumparan Putar
A. Pengukur Tegangan (Voltmeter)
Konfigurasi dasarnya adalah dengan menghubungkan suatu tahananan seri dengan kumparan putar alat ukur arus dimana arus secara langsung masuk ke dalam kumparan putar.Jika tahanan dari kumparan putar adalah R1 dan tahanan seri yang dipasang adalah R2, maka jika tegangan yang akan diukur diletakkan di ujung dari alat ukur tegangan tersebut, maka arus I akan mengalir melalui kumparan putar dan dipenuhi persamaan sebagai berikut:
V = (R1 + R2 ) I
Jadi walaupun arus yang mengalir melalui kumparan putar adalah I, namun jarum penunjuk akan menunjukkan skala berupa tegangan V. Sebagai contoh, jika terdapat suatu tahanan yang mempunyai harga 7,5 k W dihubungkan secara seri dengan suatu kuparan putar yang mempunyai harga skala maksimal 4 mA dan tahanan dalam sebesar 3 Ohm maka diperoleh :
V = (3 + 37.500)0,004 = 150 V pada I = 4mA
Sehingga telah diperoleh pengukur tegangan dengan skala maksimal 150 V. Sehingga telah diperoleh pengukur tegangan dengan skala maksimal 150 V. Harga tahanan seri harus dipilih sedemikian rupa, sehingga jika alat ukur tegangan dipakai untuk tegangan yang diperuntukkannya, maka arus yang mengalir dalam kumparan putar adalah pula arus yang diperuntukkannya yang biasanya berkisar antara beberapa puluh sampai beberapa mA. Biasanya tahanan seri yang dimaksud telah ada di dalam alat ukur tegangan tersebut bersama dengan bagian-bagian yang lainnya. Namun jika alat pengukur tegangan tersebut dipergunakan untuk mengukur tegangan di sekitar 10.000 V atau lebih tinggi, tahanan seri akan menjadi sedemikian besarnya dan memungkinkan terjadinya panas yang tentunya akan sukar diisolasikan, sehingga sebaiknya oada keadaan tersebut tahanan seri sebaiknya ditempatkan di luar dari alat ukurnya.
B. Pengukur arus (Ammeter)
Alat ukur kumparan putar pada dasarnya adalah alat pengukur arus atau pengukur amper. Arus yang dapat dialirkan melalui kumparan putar dibatasi lebih kurang di bawah 30 mA. Hal ini disebabkan alat-alat putarnya tidak dapat terlalu berat sehingga kawat-kawat penghantar dari kumparan tidak terlalu tebal. Harga maksimum yang dapat diukur oleh pengukur ampare ini lebih kecil dari kira-kira 30 mA. Prinsip kerja ammeter ditunjukkan pada gambar 6 :
Gambar 2.3Prinsip kerja Ammeter kumparan putar
Agar pengukur ampare ini dapat melakukan pengukuran arus yang lebih besar dari 30 mA, maka dapat dilakukan dengan menambahkan suatu hambatan yang dihubungkan parallel pada kumparan putar seperti yang ditunjukkan pada gambar 7. Tahanan yang dipasang ini biasa disebut sebagai tahanan shunt.
Gambar 2.4Prinsip (a) Ammeter dengan rangkaian shunt (b) Voltmeter dengan rangkaian shunt
Jika tahanan total pada kumparan putar dan pegas-pegas pengontrol disebut R1 , sedangkan arus yang diukur adalah I, kemudian arus yang masuk ke dalam kumparan disebut dengan I” maka akan berlaku persamaan –persamaan berikut:
m adalah harga factor perkalian (multiplikasi) dari shunt.
Walaupun arus yang masuk sebenarnya ke dalam kumparan putar adalah 'I', tapi harga skala yang diberikan sesuai dengan arus I sehingga memungkinkan untuk pengukur ampere dengan tahanan shunt ini untuk mengukur arus sebesar m kali lebih besar.
Sebagai contoh, bila diberikan tahanan shunt sebesar 5,005 mW dan dipasang parallel dengan suatu kumparan putar pengukur arus yang mempunyai harga skala maksimum 100 mA dan tahanan dari alat putarnya (pegas) sebesar 5 k W maka faktor perkalian yang diperoleh adalah sebesar
Sehingga arus yang diuukur adalah
dari perhitungan di atas dimungkinkan untuk membuat alat ukur arus dengan harga skala maksimal 100 mA.
2.6.Kelebihan dan Kekurangan Alat Ukur Kumparan Putar
Kelebihan alat ukur kumparan putar jenis magnet permanen adalah sebagai berikut :
1. Memerlukan daya rendah.
2. Skala seragam dan dapat dirancang untuk melampaui 270.
3. Mempunyai rasio torsi / berat tinggi.
4. Dapat dimodifikasi dengan bantuan shunt dantahsnan seri untuk memperbesar batas ukur arus dantegangan.
5. Tidak mempunyai kehilangan hysterisis
6. Peredaman dengan arus eddy sangat efektif.
7. Karena medan yang bekerja pada alat ukur sangat kuat, alat ukur tidak banyak dipengaruhi oleh medan magnet luar.
Kelemahan alat ukur kumparan putar jenis magnet permanen adalah sebagai berikut :
1. Karena kontruksi yang bagus dan perlunya kecermatan permesinan dan perakitan dari berbagai suku cadang, alat ukur ini lebih mahal disbanding dengan alat ukur besi putar.
2. Beberapa kesalahan (error) terjadi karena pegas control dan magnet permanent yang sudah tua atau lama pemakaiannya. Alat ukur ini pada umumnya hanya digunakan rangkaian listrik searah tetapi kadang-kadang juga digunakan dengan diberi penyearah atau sambungan thermo untuk pengukuran listrik bolak-balik pada batas-batas frekuensi tertentu. Alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent ini dapat dipakai sebagai ammeter dengan bantuan tahanan shunt atau sebagai voltmeter dengan bantuan tahanan shunt atau dengan bantuan tahanan seri yang besar.
BAB III
PENUTUP
3.1. Simpulan
Dari penjelasan diatas, kesimpulan yang dapat kami ambil adalah bahwa alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur, yang bekerja atas dasar adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu magnet pemanen.Alat ukur ini pada umumnya hanya digunakan rangkaian listrik searah tetapi kadang-kadang juga digunakan dengan diberi penyearah atau sambungan thermo untuk pengukuran listrik bolak-balik pada batas-batas frekuensi tertentu. Alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent ini dapat dipakai sebagai ammeter dengan bantuan tahanan shunt atau sebagai voltmeter dengan bantuan tahanan shunt atau dengan bantuan tahanan seri yang besar. Alat ukur kumparan putar memiliki kelebihan dan kekurangan yang dapat digunakan sebagai pertimbangan saat akan menggunakannya.
Daftar Pustaka
Demikianlah Info postingan berita Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar
terbaru yang sangat heboh ini Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sekian info artikel kali ini.
Anda sedang membaca posting tentang Contoh Makalah Alat Ukur Kumparan Putar dan berita ini url permalinknya adalah https://indodongeng.blogspot.com/2016/11/contoh-makalah-alat-ukur-kumparan-putar.html Semoga info lowongan ini bisa bermanfaat.