Prinsip kerja Galvanometer Galvanometer
Pengukuran arus searah pada mulanya menggunakan galvanometer suspensi dengan sistem gantungan, instrumen ini merupakan pelopor instrumen kumparan putar yang merupakan dasar dari alat penunjuk arus searah. Menurut hukum dasar gaya elektro, magnetik kumparan akan berputar didalam medan magnet bila dialiri arus listrik. gantungan kumparan yang terbuat dari serabut halus berfungsi sebagai pembawa arus dari dan ke kumparan,keelastisan serabut yersebut akan membangkitkan suatu torsi yang melawan perputaran kumparan. kumparan ini akan terus berdefleksi sampai gaya elektro magnetiknya mengimbangi torsi mekanis lawan dari gantungan. dengan demikian penyimpangan kumparan merupakan ukuran bagi arus yang dibawa oleh kumparan tersebut. sebuah cermin yang dipasang pada kumparan menyimpangkan seberkas cahaya dan menyebabkan gintik yang telah diperkuat bergerak diatas sekala pada suatu jarak dari instrumen. efek optiknya adalah suatu jarus penunjuk yang panjang tetapi massanya nol. Walaupun galvanometer suspensi portabel, namun prinsip yang mengatur kerjanya diterapkan secara sama terhadap jenis yang relatif lebih baru, yaitu : PMMC(Permanent Magnet Moving-coil Mechanism). Terdapat kumparan yang bergantung di dalam medan magnet permanent yang berbentuk sepatu kuda. kumparan digantung sedemikian rupa sehingga dapat berputar bebas di dalam medan magnet. bila arus mengalir di dalam kumparan, torsi elektromagnetik yang dibankitkannya akan menyebabkan perputaran kumparan tersebut. torsi ini diimbangi oleh torsi mekanis pegas pengatur yang diikat pada kumparan. keseimbangan torsi-torsi ini dan posisi sudut kumparan putar dinyatakan oleh jarus penunjuk terhadap referensi yang dinamakan sekala. persamaan pengembangan torsi dinyatakan dalam persamaan........(1) T=B . A . I . N dimana
: T = torsi dalam newton (N-m) B = kerapatan fluksi di dalam senjang udara (Wb/m**) A = luas efektif kumparan (m**) I = arus didalam kumparan putar (A) N = jumlah lilitan kumparan
Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus danbeda potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untukmengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karenakomponen-komponen karenakomponen-komponen internalnya yang tidak mendukung . Gambar dibawah inimemperlihatkan inimemperlihatkan bahwa galvanometer hanya dapat mengukur arus maupun teganganyang relative rendah
3 Pemasangan Galvanometer dengan hambatan depan (multiplier) Fungsi multiplier adalah menahan arus agar tegangan yang terjadi pada galvanometertidak melebihi kapasitas maksimum, sehingga sebagian tegangan akan berkumpulpada multiplier. Dengan demikian kemampuan mengukurnya menjadi lebih besar. CARA KERJA GALVANOMETER Galvanometer bekerja berdasarkan gaya Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akanmenyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentzpada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan darigaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari,menunjukan arah gaya Lorentz . Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B).Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik (I). Untuk muatan positif arah gerak searahdengan arah arus, sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan araharus
4 Cara kerjanya galvanometer sama dengan motor listrik, tapi karena dilengkapi pegas,maka kumparannya tidak berputar. Karena muatan dalam magnet dapat berubahakarena arus listrik yang mengalir ke dalamnya. Galvanometer pada umumnya dipakaiuntuk arus searah, tetapi prinsipnya menggunakan konstruksi kumparan putar Cara kerja galvanometer, yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gayaLorents sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparanyang saling berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuksilinder membentuk statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutub-kutubsebuah magnet hermanen. Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melaluipegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan. Maka sisi kumparanyang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya Lorente yangsama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebebkan kumparan berputar. Putarankumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya akan berputardengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah jarum untukmenunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan besararus listrik yang diukur
Prinsip kerja Voltmeter berdasar Galvanometer
Prinsip Kerja Voltmeter hampir sama dengan Amperemeter karena desainnya juga terdiri dari galvanometer dan hambatan seri atau multiplier. Galvanometer menggunakan prinsip hukum Lorentz, dimana interaksi antara medan magnet dan kuat arus akan menimbulkan gaya magnetic. Gaya magnetik inilah yang menggerakan jarum penunjuk sehingga menyimpang saat dilewati oleh arus yang melewati kumparan. Makin besar kuat arus akan makin besar penyimpangannya.
Desain penyusunan galvanometer dengan hambatan multiplier menjadi voltmeter dapat dilihat pada gambar berikut.
Fungsi dari multiplier adalah menahan arus agar tegangan yang terjadi pada galvanometer tidak melebihi kapasitas maksimumnya, sehingga sebagian tegangan akan berkumpul pada multiplier. Dengan demikian kemampuan mengukurnya menjadi lebih besar. Jika kemampuannya ingin ditingkatkan menjadi n kali maka dapat ditentukan berapa besar hambatan multiplier yang diperlukan.
V = tegangan yang akan diukur V G = Tegangan maksimum galvanometer RG = Hambatan galvanometer Rm = Hambatan multiplier Galvanometer dengan hambatan depan adalah voltmeter . Sebuah galvanometer dansebuah hambatan eksternal Rx yang dipasang seri . Adapun tujuan pemasanganhambatan Rx ini tidak lain adalah untuk meningkatkan batas ukur galvanometer,sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan yang lebih besar dari nilaistandarnya Fungsi multiplier adalah menahan arus agar tegangan yang terjadi pada galvanometertidak melebihi kapasitas maksimum, sehingga sebagian tegangan akan berkumpulpada multiplier. Dengan demikian kemampuan mengukurnya menjadi lebih besar
Prinsip kerja Amperemeter berdasar Galvanometer
Gerakan dasar pada amperemeter analog pada arus searah (dc ammeter) adalah galvanometer PMMC. Karena gulungan kumparan dari sebuah gerakan dasar yang kecil dan
ringan, maka alat ini hanya dapat mengalirkan arus yang kecil. Apabila akan digunakan ke dalam arus yang besar, maka arus tersebut perlu dialirkan ke sebuah tahanan yang disebut sebagai shunt. Tahanan shunt dapat dtentukan dengan menerapkan analisa rangkaian konvensionalnya.
Galvanometer dengan hambatan shunt adalah ampermeter . Dalam pemasangannya,ampermeter ini harus dihubungkan paralel dengan sebuah hambatan shunt Rsh.Pemasangan hambatan shunt ini tidak lain bertujuan untuk meningkatkan batas ukurgalvanometer agar dapat mengukur kuat arus listrik yang lebih besar dari nilaistandarnya.
Prinsip kerja pengukuran frekuensi berdasar Galvanometer
Prinsip kerja pengukuran cos φ berdasar Galvanometer
