BAB 1
PENDAHULUAN
Seiring
dengan berkembangan teknologi semakin banyak hal baru yang ditemukan yang pada
hakekatnya akan mempermudah manusia untuk melakukan suatu aktivitas dalam
kehidupan sehari-hari, sehingga muncul
para pengamat (para ahli) yang memiliki pemikiran yang selalu penasaran, dan
mengiginkan hal baru, muncul idenya untuk mengukur suatu besaran-besaran yang
mereka temui, hal ini memacu untuk menciptakan suatu alat yang dapat digunakan
untuk mengukur besaran-besarn tersebut.
Dengan
berkembanya penemuan awal alat untuk pengukuran , maka muncul alat-alat ukur
lain seperti penggaris,timbangan,neraca,stopwatch, amperemeter , voltmeter,
multitester dan masih banyak yang lainnya sehingga semakin mudah saja untuk
menentukan suatu besaran.
Voltmeter merupakan alat yang
digunakan untuk mengukur potensial listrik perbedaan antara dua titik
dalam rangkaian listrik. Voltmeter penggunaanya bersamaan dengan multitester,
yang di dalam multitester juga terdapat amperemeter yang digunakan untuk
mengghitung arus, penggunaan multitester baik sebagai voltmeter ataupun
amperemeter terlalu sering membuat multitester tidak dalam keadaan normal,
sehingga sebelum penggunaan alat tersebut harus dikalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi
masing-masing memiliki cara yang berbeda-beda begitupun dengan cara penggunaan
alat-alat ukur voltmeter, sehingga banyak yang belum mengetahui bagaimana cara
menggunakan voltmeter. Setelah seseorang bisa menggunaakan alat voltmeter,
dituntuk untuk bisa mengetahui bagaimana cara membaca dan menetukan hasil
pengukuran dengan meggunakan voltmeter.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Voltmeter
Voltmeter adalah
alat pengukur beda potensial (tegangan) antara dua titik. Untuk mengukur beda
potensial antara dua titik pada suatu komponen, kedua terminal voltmeter harus
dihubungkan dengan kedua buah titik yang tegangannya akan diukur sehingga
terhubung secara parallel dengan komponen tersebut.
B.
Jenis dan Bagian – Bagian Voltmeter
Jenis- Jenis Voltmeter
Voltmeter
ada 2 jenis , yaitu :
- Volmeter analog
- Voltmeter digital
Kedua jenis
voltmeter tersebut mempunyai fungsi yang sama, yang membedakan adalah tampilannya, jika voltmeter analog
menggunakan jarum penunjuk sedangkan voltmeter digital menggunakan LCD (Liquid
Crystal Display).
Voltmeter
merupakan galvanometer yang dirangkai seri dengan resistor yang mempunyai
hambatan (R) yang tinggi.
 |
|||
 |
|||
Voltmeter =
Perbedaan Voltmeter Analog dan
Voltmeter Digital
Untuk mengukur
tegangan dari sebuah terminal atau dari suatu rangkaian dapat digunakan
voltmeter yang dipasang paralel terhadap beban / rangkaian yang hendak
diketahui tegangannya. Pada rangkaian arus searah pemasangan kutub-kutub
voltmeter harus sesuai kutub positif dengan potensial tinggi atau kutub negatif
dengan potensial rendah. Biasanya ditandai dengan kabel berwarna hitam dan
merah atau biru. Bila pemasangan terbalik akan terlihat angka negatif pada
voltmeter digital. Setelah voltmeter terpasang dengan benar maka hasil pengukuran
harus memperhatikan bagaimana menuliskan hasil pengukuran yang benar. Kita
dapat menemukan beberapa perbedaan tegangan AC dan tegangan DC sebagai berikut:
- Tegangan AC mudah dinaikkan atau diturunkan daripada DC.
- Listrik AC lebih rnudah ditransmisikan dari pembangkit ke pelanggan dari pada listrik DC.
- Pembangkit listrik DC lebih murah dan sederhana.
- Tegangan dan arus AC mempunyai nilai maksimurn dan minimum sesuai dengan grafiknya yang berbentuk sinusoidal, sedangkan untuk listrik DC tidak terdapat nilai-nilai tersebut.
Bagian-bagian Voltmeter
Voltmeter
elektrostatik atau elektrometer adalah satu-satunya instrumen yang langsung
daripada menggunakan efek arus yang dihasilkannya. Instrument ini mempunyai
satu karakteristik lain yaitu: dia tidak memakai daya (kecuali selama periode yang
singkat dari penyambungan awal ke rangkaian) dan berarti menyatakan impedansi tak
berhingga terhadap rangkaian yang diukur. Tingkah lakunya bergantung pada
reaksi antara dua benda bermuatan lisrtik. Mekanisme elektrotastik mirip sebuah
kapasitor variabel, dimana gaya yang terjadi antara kedua pelat paralel merupakan
fungsi dari beda potensial yang dihubungkan kepadanya.
C.
Prinsip Kerja Voltmeter
Prinsip kerja voltmeter hampir sama dengan ampermeter karena desainnya
juga terdiri dari galvanometer dan hambatan seri atau multiplier. Galvanometer
menggunakan prinsip hukum lorenzt dimana interaksi antara medan magnet dan kuat
arus akan menimbulkan gaya magnetic. Gaya magnetik inilah yang menggerakkan
jarum penunjuk sehingga menyimpang pada saat dilewati oleh arus yang melewati
kumparan. Makin besar kuat arus makin besar pula penyimpangannya. Ini adalah
pengunaan yang seharusnya sebuah sakelar banyak kutub dan beberapa resistor
pengali, setiap satu ukuran untuk jangkah tersendiri:
Sakelar lima posisi hanya
membuat sambungan dengan sebuah resistor pada setiap saat . Pada posisi bawah
(penuh kekanan) , ini membuat sambungan tanpa resistor seluruhnya, memenuhi
sebuah keadaan mati "off" . setiap ukuran resistornya merupakan
jangkah ukur penuh mandiri untuk sebuah voltmeter, semua berdasar pergerakan
meter mandiri (1 mA, 500 Ω). Sebuah hasil akhir adalah volt meter dengan empat
jangkah skala penuh pengukuran yang berbeda . tentu, untuk pantasnya, skala
meter pergerakan harus dilengkapi penandaan untuk
Di dalam voltmeter terdapat kumparan dan pegas. Alat ukur kumparan
putar ialah alat pengukur yang berkerja atas dasar prinsip dari adanya suatu
kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnet, yang berasal dari suatu
magnet permanen. Arus yang di alirkan melalui kumparan akan menyebabkan
kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar adalah alat ukur penting
yang dipakai untuk bermacam arus.
Bagian-bagian alat ukur kumparan dalam
Gambar alat ukur kumparan
Didalam
elektronika ada jenis piranti yang sering dipakai yaitu piranti kumparan
putar.
Piranti ini terdiri dari komponen-komponen utama. Adapun komponen
utamanya
sebagai berikut:
1. Besi
permanent berbentuk tapal kuda
2. Sepatu
kutub
3. Silinder
dengan besi lunak
4. Kumparan
yang terbuat dari kawat tembaga lembut yang terlilit pada kerangka
aluminium
tipis
5. pegas
spiral
6. jarum
penunjuk
7. Rangka
kumparan putar
Prinsip kerja
Pada gambar diperlihatkan adanya magnet yang permanent, yang mempunyai
kutub kutub,
dan di
antara kutub-kutub tersebut di tempatkan suatu silinder inti besi tersebut di atas
ini, di celah udara antara kedua kutub magnet, dan silinder inti besi akan
terbentuk medan magnet yang rata, yang masuk melalui celah kutub udara ini di
tempatkan kumparan putar, yang dapat berputar melalui sumbu. Bila arus searah
yang tidak ketahui di ketahui besarnya mengalir melalui kumparan tersebut,
suatu gaya elektro magnetis f yang mempunyai arah tertentu akan di
kenakan pada kumparan kumparan putar, sebagai hasil interaksi atara arus dan
medan magnet. Arah dari gaya f dapat di tentukan menurut ketentuan
tangan dari Fleming. Besar dari gaya ini akandapat di turunkan dengan mudah.
Nyatakan besar medan magnet dalam celah udara sebagai B, panjang kumparan
sebagai a, dan lebar kumparan sebagai b, momen putar Tp dapat dinyatakan
sebagai:
Tp = bnabI
Bila n di
nyatakan banyaknya lilitan dari kumparan putar. Pada setiap ujung dari pada
sumbu, di tempatkan pegas yang salah satu ujungnya melekat padanya, sedangkan
ujung yang lain pada dasar yang tetap. Setiap pegas akan memberikan gaya
reaksinya yang berbanding lurus dengan besar sudut rotasi dari sumbu, dan
berusaha untuk menahan perputaran. Jadi dengan kata lain pegas memberikan pada
sumbu moment Tc yang berlawanan arahnya dengan arah Tp. Bila
konstanta
pegas dinyatakan sebagai τ, maka besar Tc dapat dinyataka sebagai :
Tc = τθ
Bila sumbu
dan kumparan kumpar, berputar melalui sudut akhir sebesar θo, maka dalam keadaan seimbang ini Tp = Tc, sehingga
terdapat persamaan sebagai berikut:
τθo = Bnab I
dan dari
sini
θo = 
I
I
Dengan
demikian sudut akhir θo dari putaran
sumbu yang menjadi tempat melekat penunjuk, di tentukan oleh persamaan di atas.
Kebesaran-kebesaran (Bnab/ τ) di sebut sebagai konstanta alat ukur.
Pada
umumnya, momen seperti Tp, disebut momen penggerak, dan alat yang menyebabkan
di kenal sebagai alat penggerak. Sedangkan momen Tc di sebut momen pengontrol.
Dengan
berpegang kepada pengertian-pengertian ini, maka harga sudut rotasi akhir dari
penunjuk, pada alat pengukur kumparan putar, di tentukan oleh hubungan antara
momen penggerak dan momen pengontrol, dan dinyatakan dalam persamaan di atas.
Voltmeter Arus Searah
·
Tambahan tahanan seri
/ pengali, mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter berarus searah
·
Tahanan pengali membatasi arus ke alat ukur agar tidak melebihi arus skala penuh (Idp).
·
Untuk pengukuran,
voltmeter dihubungkan paralel dengan sumber tegangan/komponen
Pada rangkaian :
V = Vs + Vm
V = Im(Rs + Rm)
Dimana Im
= arus defleksi dr alat ukur
Rm = tahanan dlm alat ukur
Rs = tahanan pengali
V
= teg rangkuman maks
Selesaikan utk Rs :
Rs = 
= 
– Rm
= – Rm
Voltmeter
Rangkuman Ganda Gbr kanan merupakan penyempurnaan dan memiliki keuntungan krn kita hanya perlu menentukan R4
Anhar, |
D.
Kalibrasi
Voltmeter
Proses kalibrasi
dalam sebuah voltmeter dapat dilakukan dengan cara memutar kalibrator sampai jarum tepat diangka
nol.
 |
Kepekaan voltmeter memberikan informasi penting :
Kepekaan
voltmeter dc (arus lansung / searah) yang cocok untuk arus lemah maupun arus
kuat, pada umumnya 20.000 ohm / volt. Dengan kata lain, sebuah voltmeter 10 V
akan mempunyai tahanan sebesar RV = 20.000 x 10 = 200.000 Ω. Rentang penunjukan
voltmeter dapat diperluas dengan memakai multiplier. Multiplier merupakan
tahanan yang dihubungkan secara seri dengan meteran, yang membatasi arus yang
muncul sampai ukuran maksimum yang sama untuk rentang tegangan yang lebih
tinggi. Misalnya, tahanan kumparan dan jalan pada galvanometer itu menyimpang
sampai skala-penuh (full-scale) dengan arus didalam kumparan 10 ma atau 0,010
A. Perbedaan tegangan antara ujung-ujung, dengan arus 0,010 A ialah
V = iR = 0,010 A x 20 Ω - 0,20 V
Skala itu dapat
dikalibrasikan untuk dapat dibaca ataukah dari nol sampai 0,010 A, atau dari no
dampai 0,20 V. jika pada sesuatu sircuit penunjuk itu menyimpang ½ skala penuh,
maka kita dapat menarik kesimpulan bahwa perbedaan teganggan antara ujung-ujung
alat ialah 0,10 V.
E.
Prosedur Pengukuran Voltmeter
Untuk mengukur tegangan kita harus menggunakan voltmeter yang dipasng
paralel terhadap komponen yang kita ukur beda potensialnya. Pada rangkaian arus
searah pemasangan kutub-kutub voltmeter harus sesuai. Kutub positif dengan
potensial tinggi dan kutub negatif dengan putensial rendah. Biasanya ditandai
dengan kabel yang bewarna hitam, merah, dan biru. Bila pemasngannya terbalik
maka akan terlihat penyimpangan yang arahnya ke kiri sedangkan pada rangkaian arus
bolak-balik tidak menjadi masalah.
Pemasangan
ampermeter pada rangkain harus secara seri sedangkan pemasangan voltmeter harus
dipasng paralel karena agar tegangan
yang terbaca pada voltmeter sama dengan hambatan. Apabila pemasangannya tertukar maka hasil pengukuran tidak sesuai dengan yang
di inginkan. Pada saat kita ingin mengetahui besar beda potensial atau
gaya gerak listrik atau tegangan jepit suatu rangkaian, voltmeter dipasang secara paralel dengan beban.
Untuk lebih jelasnya, perhatikan cara pemasangan voltmeter pada suatu rangkaian
dengan menggunakan alat KIT listrik yang terdiri dari panel rangkaian, lampu,
batu baterai dan soket penghubung komponen-komponen yang ada pada gambar
berikut:
 |
Diagram.
Voltmeter dihubungkan parallel dengan sirkuit
yaitu
positif ke positif, negatif ke negatif.
3.
Skala Voltmeter
Voltmeter
digunakan untuk test otomotif yang mempunyai skala yang menunjukkan lebih dari
satu tingkat tegangan.
4.
Mengukur Tegangan
Jika
nilainya tidak diketahui, pilihlah nilai tertinggi pada saklar putar. Hal ini
akan mencegah rusaknya meter tersebut. Hubungkan Voltmeter positif (+) (merah)
pada batterei positif (+) dan negatif (-) (hitam) pada negatif (-) batterei.
Tempatkan
skala yang sesuai:
(Skala 0 – 20) (Skala 0 – 50)
Sistem 12 Volt Sistem 24 Volt
Tindakan pencegahan (perawatan) yang umum bila
menggunakan sebuah voltmeter :
- Periksa polaritas yang benar, polaritas yang salah (terbalik) menyebabkan voltmeter menyimpang kesumbat mekanis dan ini dapt merusak jarum.
- Hubungkan voltmeter paralel terhadap rangkaian atau komponen yang akan diukur tegangannya.
- Bila menggunakan voltmeter rangkuman ganda, gunakan selau rangkuman tertinggi dan kamudian turunkan sampai diperoleh pembacaan naik yang baik.
- Selalu hati-hati terhadap efek pembebanan, efek ini dapat diperkecil dengan menggunakan rangkuman setinggi mungkin (dan sesitivitas yang paling tinggi).
Langkah-langkah
yang dilakukan pada saat pengukuran yaitu :
- mengambil sebuah voltmeter dan mengamati. Mempelajari cara membacanya terutama skala maksimum .berarti antara titik nol / skala nol sampai garis skala.
- mengukur tegangan DC sebuah baterai. Kemudian mengukur volttage baterai dengan menghubungkan kutub negatif beterai dengan kutub positif voltmeter.
- membaca teganggan yang terukur pada voltmeter.
F. Cara Pembacaan
Setelah voltmeter terpasang dengan benar maka hasil pengukuran harus
memperharikan bagaimana menuliskan hasil pengukuran yang benar.
Untuk membaca hasil pengukuran voltmeter kita gunakan
Rumus :
NP = nilai pegukuran
PJ = penunjukkan jarum
ST = skala tertinggi
BU = batas ukur
Contoh :
Ditentukan sebuah voltmeter dengan batas ukur 5 V, penunjukan jarum 8 dan
skala tertinggi yang kita gunakan adalah 50, maka berapa nilai pengukuran
voltmeter tersebut ?
Jawab:
Ketelitian voltmeter
Skala terkecil dari voltmeter yang mendekat denagn angka nol X
batas ukur
Skala maksimum voltmeter
BAB III
PENUTUP
- Kesimpulan
Berdasarkan makalah yang telah kami buat dapat disimpulkan bahwa
1. Voltmeter
adalah salah satu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur perbedaan
potensial antara dua titik dalam sebuah sirkit atau rangkaian.
2. Penggunaan voltmeter disusun secara
paralel terhadap komponen yang kita ukur beda potensialnya.
3. Prinsip kerja voltmeter menggunakan prinsip
hukum lorenzt dimana interaksi antara medan magnet dan kuat arus akan
menimbulkan gaya magnetik
4. Proses
pengenolan dalam sebuah voltmeter dapat dilakukan dengan cara memutar kalibrator sampai jarum tepat diangka
nol.
5.
Arus yang masuk menyebabkan pada kumparan berputar dan
pegas akan tertarik kebawah dan kemudian berosilasi, pegas diberi redaman agar
berhenti pada skala yang tepat.
6.
- Saran
Makalah yang telah kami ibuat ini menjelaskan mengenai
cara penggunaan voltmeter.
Mengingat bahwa pembelajaran MIPA terutama fisika tidak lepas dari kegiatan
mengukur, oleh karena itu pengetahuan mengenai alat-alat ukur, terutama alat
ukur voltmeter ini sangat
penting untuk diketahui dan dipahami. Penulis
berharap agar siswa-siswi disegala tingkatan tidak asing lagi dengan alat ukur voltmeter dan mampu menggunakan voltmeter.
DAFTAR
PUSTAKA
Maharta,Nengah.1994.Fisika Sistematis.Bandung:ITB
Supiyanto.2007. Fisika SMA.Jakarta: Phibeta.
http://www.imammurtaqi.com/2012/04/pengertian-amperemeter-voltmeter.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar