Rangkaian Pasangan Simpul Tunggal
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: RANGKAIAN ARUS SEARAH KELOMPOK KOMPETENSI F
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
23
ditentukan menurut ketentuan tangan dari Fleming hukum tangan kiri Fleming.
Besar dari gaya ini akan dapat diturunkan dengan mudah. Nyatakanlah besar medan magnit dalam celah udara sebagai B,
panjang kumparan sebagai a dan lebar kumparan sebagai b. Momen putar T
D
dapat dinyatakan sebagai : T
D
= Bnab I ……………………………………….1
Bila n menyatakan banyaknya lilitan dari kumparan putar. Pada setiap ujung dari pada sumbu tiang porosnya, ditempatkan
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 untukmenahan perputaran.jadi dengan kata
lain, pegas memberikan pada sumbu moment T
C
yang berlawanan arahnya denganT
D,
Bila konstanta pegas dinyatakan sebagai τ, maka besar T
C
dapat dinyatakan sebagai: T
C
= τθ ……………………………………………2 Bila sumbu tiang poros kumparan putar, berputar melalui sudut akhir
sebesar θ
0,
maka dalam keadaan seimbang ini T
D
= T
C,
sehingga didapat persamaan sebagai berikut.
τθ = Bnab I,
dan dari sini, θ
= I ……………………………………………3
Dengan demikian maka sudut akhir θ dari putaran sumbu yang
menjadi tempat melekatnya jarum penunjuk di tentukan oleh persamaan 3. Besaran-
besaran Bnab τ disebut sebagai konstanta alat ukur.
Pada umumnya, momen seperti T
D
disebut momen penggerak dan alat yang menyebabkannya dikenal sebagai alat penggerak.
Sedangkan momen T
C
disebut momen pengontrol. Dengan
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: RANGKAIAN ARUS SEARAH KELOMPOK KOMPETENSI F
24
berdasarkan kepada pengertian-pengertian ini, maka harga sudut rotasi akhir dari penunjuk, pada alat pengukur kumparan putar,
ditentukan oleh hubungan antara momen penggerak dan momen pengontrol dan dinyatakan dengan persamaan 3.
2 Jenis Besi Putar
Alat ukur jenis besi putar memiliki anatomi yang berbeda dengan alat ukur jenis kumparan putar kontruksi dasar dari alat besi putar dapat
dilihat pada gambar di bawah ini. Di gambar dapat dilihat bahwa sebuah belitan kawat diletakkan di dalam rongga tabung untuk
menghasilkan medan elektromagnetik.
Gambar 1.11 Kontruksi dasar alat ukur besi putar
Di dalam rongga tabung dipasang sirip besi yang dihubungkan dengan poros dan jarum penunjuk skala meter jika arus melalui belitan kawat timbul
elektromagnetik dan sirip besi akan bergerak mengikuti hukum tarik menarik medan magnet Besarnya simpangan jarum sebanding dengan kuadrat arus
yang melewati belitan skala meter.
3 Jenis Induksi
Alat ukur jenis induksi mempunyai sistem perputaran sederhana dan kokoh, lagi pula mudah untuk dibuat sebagai alat ukur dengan sudut penunjukkan
yang lebar. Suatu aspek yang lain dari alat ukur induksi ini, adalah
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: RANGKAIAN ARUS SEARAH KELOMPOK KOMPETENSI F
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Fisika SMA
25
Plat Logam Plat Logam
ψ
1
ψ
2
i2 i1
ie1 ie1
Ie2 β
α Ie2
Ie2
Ie2 Ie2
Ie2 β
kemungkinan didapatkannya momen putar yang relatif besar. Akan tetapi alat ukur ini penggunaanya hanya untuk arus bolak-balik dan sebagai alat
penunjuk, hanya dipergunakan pada panel-panel listrik. Alat ukur induksi dapat diklasifikasikan dalam medan yang berputar atau medan yang
bergerak, akan tetapi pada pokok bahasan kali ini hanya tipe medan bergerak yang akan di bahas. Prinsip kerja alat ukur jenis induksi dapat
dijelaskan dengan gambar di bawah ini, Jika terdapat fluksi-fluksi magnetis ψ
1
dan ψ
2
yang mempunyai bentuk gelombang sinus dengan frekuensi yang sama f dan masuk dalam suatu kepingan logam secara parallel. Antara
fluksi- fluksi ψ
1
dan ψ
2
terdapat suatu beda fase dan ψ
1
tertinggal terhadap ψ
2
sebesar sudut fasa α. Fluksi –fluksi bolak-balik ψ
1
dan ψ
2
akan membangkitkan tegangan-tegangan V
1
dan V
2
di dalam kepingan logam, yang akan menyebabkan terjadinya arus-arus putar di dalam logam tersebut
yang dinyatakan sebagai i
e1
dan i
e2
. Kemudian bila =2πf maka besar V
1
akan berbanding lurus dengan ψ
1
yang mempunyai sudut fasa ketinggalan terhadap ψ
1
sebesar 90
o
. besar i
e1
berbanding lurus terhadap V
1
dan mempunyai fasa ketinggalan terhadap V
1
dengan sudut sebesar β. Jadi besar i
e1
berbanding lurus dengan ψ
1
mempunyai sudut fasa terhadap ψ
1
ketinggalan dengan sudut fasa sebesar 90
o
+ β. Demikian pula besar i
e1
berbanding lurus dengan ψ
2
dan sudut fasanya tertinggal terhadap ψ
2
dengan sudut fasa sebesar 90
o
+ β.
a b
Gambar 1.12 : Prinsip kerja alat ukur jenis induksi