ALAT UKUR BESI PUTAR
1. Tujuan Khusus Pembelajaran
Setelah pelajaran selesai peserta harus dapat:
1.
Menjelaskan
konstruksi alat ukur elektrodinamis.
2.
Menjelaskan prinsip kerja alat ukur
elektrodinamis.
3.
Menyebutkan
sifat-sifat alat ukur elektrodinamis.
2. Uraian Materi
2.1 Konstruksi Alat Ukur Elektrodinamis
Gambar
Konstruksi Alat Ukur Elektrodinamis
Pada
dasarnya alat ukur elektrodinamis, dilihat dari konstruksinya hampir sama
dengan alat ukur kumparan putar. Letak perbedaannya adalah, jika pada kumparan
putar mempunyai magnit permanen, tetapi pada elektrodinamis bagian ini
digantikan oleh kumparan tetap. Jadi secara garis besar instrumen
elektrodinamis terdiri dari:
·
kumparan tetap
·
kumparan putar
·
jarum penunjuk
·
skala penunjukkan
·
pegas
2.2 Prinsip kerja Alat Ukur Elektrodinamis
Pada dasarnya alat ukur elektrodinamis
memiliki dua macam kumparan yaitu kumparan tetap dan kumparan putar. Kumparan
yang diam ( tetap ) merupakan kumparan dengan diameter besar dan biasanya
dibuat dua bagian, dimana bagian yang satu dengan yang lain dihubung paralel
dan kadang kala dihubung seri. Sedangkan kumparan yang bergerak mempunyai
diameter kawat yang kecil, kumparan yang bergerak ini diletakkan didalam /
diantara kumparan tetapnya.
Jika kedua
kumparan dialiri arus maka keduanya akan membangkitkan medan magnit yang menimbulkan
momen putar. Kumparan tetap dengan medan magnit ( flux ) f1 dan kumparan yang bergerak f2.
2.3 Penjelasan Prinsip Kerja Dengan Percobaan
Berikut ini,
prinsip kerja instrumen elektrodinamis dijelaskan melalui percobaan, yaitu
dengan memberikan suplai sumber tegangan DC pada kedua kumparan (tetap dan
putar) dengan pembalikan polaritas sumber.
Gambar Penjelasan
Prinsip Kerja Elektrodinamis Dengan Percobaan
Pada gambar di
atas (bagian a), polaritas sumber (+) diberikan pada sisi atas rangkaian. Jika
sumber tegangan dc 0-5 V dihidupkan, maka dengan segera jarum penunjuk akan
menyimpang ke arah kiri pada skala penunjukkan.
Selanjutnya jika
sumber tegangan dibalik polaritasnya (b), pada bagian atas rangkaian diberikan
sumber (-), maka jarum akan menunjukkan gerakan yang sama, yaitu menyimpang ke
arah kiri pula pada skala penunjukkan.
Dari percobaan ini
dapatlah disimpulkan bahwa instrumen elektrodinamis tidak akan terpengaruh oleh
polaritas sumber tegangan. Dengan demikian instrumen elektrodinamis dapat
dipakai untuk mengukur besaran DC maupun AC.
MOMEN PUTAR
Besarnya momen putar yang terjadi
adalah :
Md = k1 . f1 . f2 Sin J
= k2
. I . I2 . Sin J
Konstruksi alat ukur dibuat sedemikian
rupa dimana : J = 900
Sehingga Sin J = Sin 90° = 1
Maka :
Md = K3 . I1. I2
Bila : Mt
= K4 . a
Besarnya Mt sebanding dengan Md.
K4 . a = K3 . I1. I2
a = K . I1 . I2
Jadi :
Untuk pemakaian arus bolak - balik
Md = k . I1 . I2 . Cos j
= k .
I1 . I2 . Cos j
Jadi :
dimana : Md = Momen putar
Mt
= Momen lawan
Dari rumus di atas, nampak bahwa penunjukkan instrumen elektrodinamis
tergantung dari hasil kali dua arus yang berbeda (I1 dan I2). Dengan kata lain
instrumen elektrodinamis merupakan alat ukur perkalian. Untuk mengkalibrasi (mengatur besar momen lawan) dipergunakan pegas yang
dipasang pada kumparan gerak, dan pegas ini berfungsi juga sebagai penghantar
arus listrik. Dari gambar prinsip kerja elektrodinamis dapat kita lihat bahwa
bagian bawah kumparan putar terjadi gaya tolak kearah kiri dan bagian atas
terjadi gaya tolak ke arah kanan, sehingga jarum bergerak seperti arah panah.
2.4 Sifat - Sifat Alat Ukur Elektrodinamis
1.
Mudah terpengaruh
medan magnit luar, karena tidak mempunyai magnit permanen.
2. Untuk pembentukan
medan magnit listrik pada kumparan tetap, diperlukan arus yang besar.
3. Mudah terpengaruh
perubahan suhu dengan adanya arus yang mengalir pada kumparan.
4.
Peredaman yang dipakai adalah peredaman
udara.
5.
Biasa dipakai untuk pengukuran :
a. Arus yang besar
c. Energi ( usaha ).
