Instrumen Penunjuk Arus Bolak Balik
Instrumen Penunjuk Arus
Bolak Balik
By: Desy K
Elektrodinamometer
• elektrodinamometer adalah peralatan yang
peka terhadap arus dimana, penyimpangan
penunjuk skala akan naik karena ada arus yang
melewati kumparan putar.
• Penggerak berkumparan tunggal dapat
digunakan untuk mengukur tegangan atau arus
baik searah maupun bolak-balik, atau
wattmeter satu fasa atau Varmeter.
• penggerak elektrodinamometer adalah sebagai
voltmeter dan ammeter standar dan sebagai
instrumen pengubah.
• Yang dimaksud dengan istilah instrumen pengubah
adalah instrumen yang dapat dikalibrasi dengan sumber
DC, kemudian digunakan tanpa modifkasi untuk
mengukur arus bolak-balik.
• Penggerak elektrodinamometer kumparan tunggal terdiri
dari sebuah kumparan tetap, yang dibagi menjadi dua
bagian yang sama besar, yang dipisahkan dengan
kumparan yang dapat bergerak. Kedua bagian dari
belahan kumparan tetap dan kumparan putar
dihubungkan secara serie, dan arus dari rangkaian yang
diukur lewat melalui semua kumparan tersebut yang
menyebabkan suatu medan magnetik disekitar kumparan
tetap.
• Penggerak elektrodinamometer dasar mampu untuk
menerima arus yang lebih banyak daripada penggerak
d'Arsonval yang tidak dapat menerima arus tanpa shunt.
• Kopel magnetik antara kumparan tetap dan kumparan putar
terdapat celah celah udara yang menyebabkan terjadinya medan
magnet yang lemah. Untuk memperoleh kopel magnet yang cukup
besar, arus yang lebih banyak harus dialirkan ke kumparan, yang
berarti harus menggunakan diameter kawat yang lebih besar,
Akan tetapi, kawat yang berdiameter besar memiliki resistansi
yang kecil Jika dibandingkan dengan kawat yang berdiameter kecil,
Hal ini menyebabkan penggerak elektrodinamometer mempunyai
sensitiftas yang sangat rendah, yaitu sekitar 20 sampai 100
ohm/V.
• Saat digunakan sebagai wattmeter
elektrodinamometer kumaparan tetap yang
disebut dengan kuraparan "medan (feld)"
dihubung serie dengan beban dan dengan
demikian mengonduksi arus yang sama seperti
pada beban (ditambah arus kecil yang melalui
kumparan putar). Kumparan putar dihubungkan
sebagai voltmeterpada beban dimana resistor Rs
adalah pengali untuk meter yang peka terhadap
tegangan.
Instrumen Besi Putar
• Instrumen-instrumen besi putar dapat dikelompokkan dalam dua
jenis, yaitu instrumen tarikan (attraction) dan tolakan (repulsion).
• Gerak ini terdiri dari sebuah kumparan stasioner (diam) yang
mempunyai banyak gulungan dan membawa arus yang akan diukur.
Dua daun besi lunak (ironvane) ditem-patkan di bagian dalam
kumparan. Salah satu daun diikatkan tetap ke kerangka kumparan
sedang daun lainnya dihubungkan ke poros instrumen sehingga
dapat berputar secara bebas. Arus melalui kumparan
memaknetisasi kedua daun dengan polaritas yang sama tanpa
memperhatikan arah arus sesaat. Kedua daun yang termaknetisasi
ini meng-hasilkan gaya tolakan, dan karena hanya satu daun yang
bisa berputar, defeksi (penyim-pangannya) adalah analogi dari
besarnya arus kumparan. Gaya tolak sebanding dengan kuadrat
arus, tetapi efek frekuensi dan histeresis cenderung menghasilkan
defeksi jarum yang tidak linear dan akibatnya tidak mempunyai
hubungan kuadrat yang sempurna.
• konsentrik. Salah satu daun diikat tetap ke kerangka kumparan sedang yang lain
dapat berputar secara koaksial di bagian dalam daun yang diam. Kedua daun ini
dimaknetisasi oleh arus di dalam kumparan ke polaritas yang sama dan
menyebabkannya bergeser ke sisi sewaktu mengalami gaya tolakan. Karena daun
yang dapat berputar terikat ke sebuah poros ber-engsel, gaya tolak ini
menghasilkan gaya rotasi yang merupakan fungsi arus didalam kumparan.
• Karena gerak ini seperti halnya semua instrumen daun berputar tidak
membedakan polaritas, dia dapat digunakan untuk dc atau ac, tetapi lebih lazim
digunakan untuk pengukuran bolak-balik (ac). Redaman instrumen ini diperoleh
dari sebuah daun redaman (damping vane) dari bahan aluminium ringan yang
dipegang oleh fens pada semua sisi dan berputar dengan ruang main yang kecil di
dalam rongga udara tertutup. Bila digunakan untuk arus bolak-balik, torsi aktual
akan bergetar dan dapat mengakibatkan getaran ujung jarum.
• Ketelitian instrumen-instrumen besi putar terutama
dibatasi oleh ketidaklinearan kurva magnetisasi daun-daun
besi. Untuk nilai arus yang rendah, puncak arus bolak-balik
menghasilkan penyimpangan persatuan arus yang lebih
besar dari nilai rata-rata, mengakibatkan pembacaan
bolak-balik yang lebih tinggi dari pembacaan arus searah
ekivalen pada skala rendah.
• Penambahan sebuah tahanan pengali yang sesuai akan
mengubah gerak daun besi menjadi voltmeter; dengan
cara sama, penambahan sebuah shunt akan menghasilkan
rangkuman arus (current ranges) yang berbeda. Bila gerak
daun besi digunakan sebagai voltmeter arus bolak-balik,
frekuensi memperbesar impedansi rangkaian instrumen
dan karena itu cenderung memberikan pembacaan
tegangan yang lebih rendah. Karena itu voltmeter daun
besi sebaiknya selalu dikalibrasi untuk setiap frekuensi
yang digunakan.
Instrumen Jenis
Penyearah
a. Penggerak Meter d’Arsonval
dengan penyearah Setengah
Gelombang
– Untuk mengukur arus bolak-balik
dengan penggerak meter d'Arsonval,
pertama-tama kita harus menyearahkan
arus bolak-balik dengan menggunakan
sebuah dioda penyearah untuk
menghasilkan aliran arus searah.
Perubahan voltmeter AC untuk mengukur tegangan DC
• Harga puncak 10 V rms gelombang sinus
adalah : Ep = 10 Vrms x 1 .414 = 14.14
Vpuncak
• Harga rata-rata untuk input tersebut diatas
adalah : Eav = Epx 0 . 6 3 6 =14.14Vx 0 . 6 3
6 =8 . 9 9 V
• Kita dapat mengambil kesimpulan dari
persamaan di atas, untuk penyearah
setengah gelombang, Senac =0,45 Sendc
Penyearah setengah gelombang menggunakan penyearah dan shunt resistor
• Dioda ganda ini dibuat dalam kemasan tunggal yang secara umum
disebut dengan suatu penyearah instrumen.
• D di bias maju dan memberikan lintasan yang bergantian pada
kebocoran arus saat dibias oundur yang pada keadaan normal
mengalir melewati penggerak meter dan dioda D1
• Tujuan dari resistor shunt R adalah untuk menaikkan arus yang
melewati D selama setengaa siklus positip sehingga dioda
beroperasi pada ukuran yang lebih linier dari kurva
karakteristiknya. Dengan demikian resistor shunt ini memperbaiki
kelinieran meter pada batas tegangan rendah AC, yang juga
menghasilkan sensitiftas yang lebih baik.
b. Penggerak Meter d’Arsonval
dengan penyearah Gelombang
Penuh
Penyearah jembatan gelombang penuh digunakan
voltmeter AC
Pada voltmeter AC lebih sering yang berkeinginan untuk
menggunakan
penyearah gelombang penuh dari pada penyearah
setengah gelombang, karena memiliki sensitiftas yang
lebih tinggi.
• Seperti halnya pada penyearah
setengah gelombang, yang berarti
bahwa harga resistor pengali akan
hanya 90% dari harga voltmeter DC 10
V. Kit*, dapat menulisnya untuk
penyearah gelombang penuh sebagai :
Sac = 0,9 Sdc
• Sebagai catatan bahwa voltmeter yang
menggunakan penyearahan setengah
gelombang atau gelombang penuh
hanya cocok untuk pengukuran
gelombang AC sinusoidal.
Termo Instrumen
• Mekanisme Kawat Panas (Hot Wire
Mechanism)
Skema Ampermeter Kawat Panas
Arus yang akan diukur dilewatkan
melalui sebuah kawat halus yang diregang kencang antara dua terminal.
Kawat kedua diikat ke kawat halus
tersebut pada satu ujung dan pada
ujung lainnya ke sebuah pegas yang
berusaha menarik kawat halus ke
bawah. Kawat kedua ini dilewatkan
melalui sebuah canai (roller) pada
mana jarum dihubungkan.
• Instrumen Termokopel
Gabungan ini disebut instrumen termokopel karena
bekerjanya didasarkan pada tindakan elemen termokopel
Bila dua logam yang berbeda disambungkan
bersamasama, suatu tegangan dibangkitkan pada
sambungan kedua logam tersebut. Tegangan ini
bertambah sebanding dengan temperatur sambungan.
Elektrodinamometer dalam
Pengukuran Daya
• Wattmeter Satu Fasa
Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya. Dia dapat
digunakan untuk menunjukkan daya searah (dc) maupun bolak-balik (ac) untuk
setiap bentuk gelombang tegangan dan arus dan tidak terbatas pada
gelombang sinus saja, elektrodinamometer yang digunakan sebagai voltmeter
atau ampermeter terdiri dari kumparan-kumparan yang diam dan yang berputar
dihubungkan secara seri, karena itu bereaksi terhadap efek kuadrat arus.
• Wattmeter elektrodinamometer membutuhkan
sejumlah daya untuk mempertahan-kan medan
maknitnya, tetapi ini biasanya begitu kecil
dibandingkan terhadap daya beban sehingga
dapat diabaikan. Jika diperlukan pembacaan daya
yang tepat, kumparan arus harus persis
membawa arus beban, dan kumparan potensial
harus dihubungkan di antara terminal-terminal
beban.
• Umumnya, sambungan kumparan potensial pada
titik A lebih diinginkan untuk beban-beban arus
tinggi, tegangan rendah; sedang sambungan
kumparan potensial pada titik B lebih diinginkan
untuk beban-beban arus rendah, tegangan tinggi.
•
Kesulitan dalam menempatkan sambungan kumparan
potensial diatasi dalam wattmeter yang terkompensasi.
Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masing-masing
mempunyai jumlah lilitan yang sama. Salah satu kumparan
menggunakan kawat besar yang membawa arus beban
ditambah arus untuk kumparan potensial. Gulungan lain
menggunakan kawat kecil (tipis) dan hanya membawa arus
ke kumparan tegangan. Tetapi arus ini berlawanan arah
dengan arus di dalam gulungan besar, menyebabkan fuksi
yang berlawanan dengan fuksi utama. Berarti efekip
dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.
• Wattmeter Fasa banyak
– Pengukuran daya dalam suatu sistem fasa
banyak memerlukan pemakaian dua atau lebih
wattmeter.
– Teorema Blondel menyatakan bahwa daya
nyata dapat diukur dengan mengurangi satu
elemen wattmeter dari sejumlah kawat-kawat
dalam setiap sistem fasa banyak, dengan
persyaratan bahwa satu kawat dapat di-buat
"common" terhadap semua rangkaian
potensial.
• Wattmeter 1 membawa arus antara IA'A, Yang
merupakan penjumlahan vektor dari arus-arus
fasa IAC dan IAB. Kumparan potensial wattmeter
1 dihubungkan ke tegangan antaran VAC. Dengan
cara sama kumparan arus wattmeter 2 membawa
arus antaran IB.B yang merupakan penjumlahan
vektor dari arus-arus fasa IBA danIBC sedang
tegangan pada kumparan potensialnya adalah
tegangan antaran VBC.
VAC =VBC=V dan IAC = ICB = IBA = I
Diagram fasor dan tegangan dan arus daya 3 fase tiga
kawat
Alat Ukur Watt / Jam
•
Kumparan arus dihubungkan sen dengan antaran, dan
kumparan tegangail dihubungkan paralel. Kedua kumparan
yang dililitkan pada sebuah kerangka logam dengan desain
khusus melengkapi dua rangkaian maknit. Sebuah piringan
aluminium ringan digantung di dalam senjang udara medan
kumparan arus yang menyebabkan arus pusar mengalir di
dalam piringan. Reaksi arus pusar dan medan kumparan
tegangan membang-kitkan sebuah torsi (aksi motor)
terhadap piringan dan menyebabkannya berputar.
• Torsi yang dibangkitkan sebanding dengan kuat medan
kumparan tegangan dan arus pusar di dalam piringan
• Berarti jumlah putaran piringan sebanding dengan
energi yang telah dipakai oleh beban dalam selang
waktu tertentu, dan diukur dalam kilowatt-jam (kWh,
kilowatt-hour). Poros yang menopang piringan
aluminium dihubungkan melalui susunan roda gigi ke
mekanisme jam dipanel alat ukur, melengkapi suatu
pembacaan kWh yang terkalibrasi dalam desimal.
• Redaman piringan diberikan oleh dua maknit permanen
kecil yang ditempatkan saling berhadapan pada sisi
piringan. Bila piringan berputar, maknitmaknit
permanen mengindusir arus pusat di dalamnya. Arusarus pusar ini bereaksi dengan medan maknit dari
maknit-maknit permanen kecil dan meredam gerakan
piringan.
Alat Ukur Faktor Daya
•
Menurut defnisi, faktor daya adalah kosinus sudut fasa
antara tegangan dan arus, dan pengukuran faktor daya
biasanya menyangkut penentuan sudut fasa ini. Ini ditunjukkan dalam kerja alat ukur faktor daya kumparan
bersilang (crossed-coil power factor meter). Pada dasarnya
instrumen ini adalah gerak elektrodinamometer di mana
elemen yang berputar terdiri dari dua kumparan yang
dipasang pada poros yang sama tetapi tegak lurus satu
sama lain. Kumparan putar berputar di dalam medan
maknetik yang dihasilkan oleh kumparan medan yang
membawa arus jala-jala.
Rangkaian alat ukur faktor
daya kumparan silang satu
fasa
Alat Ukur Frekuensi
• Frekuensi dapat ditentukan dengan berbagai
cara, tetapi sementara kita membicarakan
instrumen-instrumen penunjuk yang dalam
kategori ini adalah alatalat ukur freiuensi yang
memanfaatkan efek frekuensi terhadap faktorfaktor seperti : induktansi Ibersama, resonansi
sirkuit penyetalaan (tuned circuit) dan resonansi
mekanik
Rangkaian alat ukur frekunsi tipe
elektrodinamometer
• Alat ukur frekuensi jenis batang atau lidah
bergetar (tuned-reed frequency mechanism)
– bekerja berdasarkan prinsip resonansi mekanis.
Sederetan batang-batang dipasang bersama-sama
pada sebuah alas feksibel yang terpasang pada
jangkar sebuah elektromakna Kumparan
elektromaknit diberi energi listrik dari jala-jala arus
bolakbalik yang frekuensinya akan ditentukan
– Instrumen ini mempunyai keuntungan karena
konstruksi sangat sederhana dan sangat kokoh. Dia
mempertahankan kalibrasinya dengan baikngan
syarat bahwa getaran batang-batang dipertahankan
dalam batas-batas yang Walaupun operasinya tidak
bergantung pada nilai tegangan yang tepat,
pengubbatas ukur tegangan biasanya dilakukan
dengan penambahan tahanan.
• Alat ukur frekuensi tipe inti jenuh
(saturable-core frequency meter)
– Transformator terdiri dari dua inti (core)
dan satu gandar Magnetik. Gandar
terbuat dari bahan dengan penampang
yang cukup besar sehingga tidak
mencapai saturasi.
Skema alat ukur frekunsi tipe inti jenu
Bolak Balik
By: Desy K
Elektrodinamometer
• elektrodinamometer adalah peralatan yang
peka terhadap arus dimana, penyimpangan
penunjuk skala akan naik karena ada arus yang
melewati kumparan putar.
• Penggerak berkumparan tunggal dapat
digunakan untuk mengukur tegangan atau arus
baik searah maupun bolak-balik, atau
wattmeter satu fasa atau Varmeter.
• penggerak elektrodinamometer adalah sebagai
voltmeter dan ammeter standar dan sebagai
instrumen pengubah.
• Yang dimaksud dengan istilah instrumen pengubah
adalah instrumen yang dapat dikalibrasi dengan sumber
DC, kemudian digunakan tanpa modifkasi untuk
mengukur arus bolak-balik.
• Penggerak elektrodinamometer kumparan tunggal terdiri
dari sebuah kumparan tetap, yang dibagi menjadi dua
bagian yang sama besar, yang dipisahkan dengan
kumparan yang dapat bergerak. Kedua bagian dari
belahan kumparan tetap dan kumparan putar
dihubungkan secara serie, dan arus dari rangkaian yang
diukur lewat melalui semua kumparan tersebut yang
menyebabkan suatu medan magnetik disekitar kumparan
tetap.
• Penggerak elektrodinamometer dasar mampu untuk
menerima arus yang lebih banyak daripada penggerak
d'Arsonval yang tidak dapat menerima arus tanpa shunt.
• Kopel magnetik antara kumparan tetap dan kumparan putar
terdapat celah celah udara yang menyebabkan terjadinya medan
magnet yang lemah. Untuk memperoleh kopel magnet yang cukup
besar, arus yang lebih banyak harus dialirkan ke kumparan, yang
berarti harus menggunakan diameter kawat yang lebih besar,
Akan tetapi, kawat yang berdiameter besar memiliki resistansi
yang kecil Jika dibandingkan dengan kawat yang berdiameter kecil,
Hal ini menyebabkan penggerak elektrodinamometer mempunyai
sensitiftas yang sangat rendah, yaitu sekitar 20 sampai 100
ohm/V.
• Saat digunakan sebagai wattmeter
elektrodinamometer kumaparan tetap yang
disebut dengan kuraparan "medan (feld)"
dihubung serie dengan beban dan dengan
demikian mengonduksi arus yang sama seperti
pada beban (ditambah arus kecil yang melalui
kumparan putar). Kumparan putar dihubungkan
sebagai voltmeterpada beban dimana resistor Rs
adalah pengali untuk meter yang peka terhadap
tegangan.
Instrumen Besi Putar
• Instrumen-instrumen besi putar dapat dikelompokkan dalam dua
jenis, yaitu instrumen tarikan (attraction) dan tolakan (repulsion).
• Gerak ini terdiri dari sebuah kumparan stasioner (diam) yang
mempunyai banyak gulungan dan membawa arus yang akan diukur.
Dua daun besi lunak (ironvane) ditem-patkan di bagian dalam
kumparan. Salah satu daun diikatkan tetap ke kerangka kumparan
sedang daun lainnya dihubungkan ke poros instrumen sehingga
dapat berputar secara bebas. Arus melalui kumparan
memaknetisasi kedua daun dengan polaritas yang sama tanpa
memperhatikan arah arus sesaat. Kedua daun yang termaknetisasi
ini meng-hasilkan gaya tolakan, dan karena hanya satu daun yang
bisa berputar, defeksi (penyim-pangannya) adalah analogi dari
besarnya arus kumparan. Gaya tolak sebanding dengan kuadrat
arus, tetapi efek frekuensi dan histeresis cenderung menghasilkan
defeksi jarum yang tidak linear dan akibatnya tidak mempunyai
hubungan kuadrat yang sempurna.
• konsentrik. Salah satu daun diikat tetap ke kerangka kumparan sedang yang lain
dapat berputar secara koaksial di bagian dalam daun yang diam. Kedua daun ini
dimaknetisasi oleh arus di dalam kumparan ke polaritas yang sama dan
menyebabkannya bergeser ke sisi sewaktu mengalami gaya tolakan. Karena daun
yang dapat berputar terikat ke sebuah poros ber-engsel, gaya tolak ini
menghasilkan gaya rotasi yang merupakan fungsi arus didalam kumparan.
• Karena gerak ini seperti halnya semua instrumen daun berputar tidak
membedakan polaritas, dia dapat digunakan untuk dc atau ac, tetapi lebih lazim
digunakan untuk pengukuran bolak-balik (ac). Redaman instrumen ini diperoleh
dari sebuah daun redaman (damping vane) dari bahan aluminium ringan yang
dipegang oleh fens pada semua sisi dan berputar dengan ruang main yang kecil di
dalam rongga udara tertutup. Bila digunakan untuk arus bolak-balik, torsi aktual
akan bergetar dan dapat mengakibatkan getaran ujung jarum.
• Ketelitian instrumen-instrumen besi putar terutama
dibatasi oleh ketidaklinearan kurva magnetisasi daun-daun
besi. Untuk nilai arus yang rendah, puncak arus bolak-balik
menghasilkan penyimpangan persatuan arus yang lebih
besar dari nilai rata-rata, mengakibatkan pembacaan
bolak-balik yang lebih tinggi dari pembacaan arus searah
ekivalen pada skala rendah.
• Penambahan sebuah tahanan pengali yang sesuai akan
mengubah gerak daun besi menjadi voltmeter; dengan
cara sama, penambahan sebuah shunt akan menghasilkan
rangkuman arus (current ranges) yang berbeda. Bila gerak
daun besi digunakan sebagai voltmeter arus bolak-balik,
frekuensi memperbesar impedansi rangkaian instrumen
dan karena itu cenderung memberikan pembacaan
tegangan yang lebih rendah. Karena itu voltmeter daun
besi sebaiknya selalu dikalibrasi untuk setiap frekuensi
yang digunakan.
Instrumen Jenis
Penyearah
a. Penggerak Meter d’Arsonval
dengan penyearah Setengah
Gelombang
– Untuk mengukur arus bolak-balik
dengan penggerak meter d'Arsonval,
pertama-tama kita harus menyearahkan
arus bolak-balik dengan menggunakan
sebuah dioda penyearah untuk
menghasilkan aliran arus searah.
Perubahan voltmeter AC untuk mengukur tegangan DC
• Harga puncak 10 V rms gelombang sinus
adalah : Ep = 10 Vrms x 1 .414 = 14.14
Vpuncak
• Harga rata-rata untuk input tersebut diatas
adalah : Eav = Epx 0 . 6 3 6 =14.14Vx 0 . 6 3
6 =8 . 9 9 V
• Kita dapat mengambil kesimpulan dari
persamaan di atas, untuk penyearah
setengah gelombang, Senac =0,45 Sendc
Penyearah setengah gelombang menggunakan penyearah dan shunt resistor
• Dioda ganda ini dibuat dalam kemasan tunggal yang secara umum
disebut dengan suatu penyearah instrumen.
• D di bias maju dan memberikan lintasan yang bergantian pada
kebocoran arus saat dibias oundur yang pada keadaan normal
mengalir melewati penggerak meter dan dioda D1
• Tujuan dari resistor shunt R adalah untuk menaikkan arus yang
melewati D selama setengaa siklus positip sehingga dioda
beroperasi pada ukuran yang lebih linier dari kurva
karakteristiknya. Dengan demikian resistor shunt ini memperbaiki
kelinieran meter pada batas tegangan rendah AC, yang juga
menghasilkan sensitiftas yang lebih baik.
b. Penggerak Meter d’Arsonval
dengan penyearah Gelombang
Penuh
Penyearah jembatan gelombang penuh digunakan
voltmeter AC
Pada voltmeter AC lebih sering yang berkeinginan untuk
menggunakan
penyearah gelombang penuh dari pada penyearah
setengah gelombang, karena memiliki sensitiftas yang
lebih tinggi.
• Seperti halnya pada penyearah
setengah gelombang, yang berarti
bahwa harga resistor pengali akan
hanya 90% dari harga voltmeter DC 10
V. Kit*, dapat menulisnya untuk
penyearah gelombang penuh sebagai :
Sac = 0,9 Sdc
• Sebagai catatan bahwa voltmeter yang
menggunakan penyearahan setengah
gelombang atau gelombang penuh
hanya cocok untuk pengukuran
gelombang AC sinusoidal.
Termo Instrumen
• Mekanisme Kawat Panas (Hot Wire
Mechanism)
Skema Ampermeter Kawat Panas
Arus yang akan diukur dilewatkan
melalui sebuah kawat halus yang diregang kencang antara dua terminal.
Kawat kedua diikat ke kawat halus
tersebut pada satu ujung dan pada
ujung lainnya ke sebuah pegas yang
berusaha menarik kawat halus ke
bawah. Kawat kedua ini dilewatkan
melalui sebuah canai (roller) pada
mana jarum dihubungkan.
• Instrumen Termokopel
Gabungan ini disebut instrumen termokopel karena
bekerjanya didasarkan pada tindakan elemen termokopel
Bila dua logam yang berbeda disambungkan
bersamasama, suatu tegangan dibangkitkan pada
sambungan kedua logam tersebut. Tegangan ini
bertambah sebanding dengan temperatur sambungan.
Elektrodinamometer dalam
Pengukuran Daya
• Wattmeter Satu Fasa
Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya. Dia dapat
digunakan untuk menunjukkan daya searah (dc) maupun bolak-balik (ac) untuk
setiap bentuk gelombang tegangan dan arus dan tidak terbatas pada
gelombang sinus saja, elektrodinamometer yang digunakan sebagai voltmeter
atau ampermeter terdiri dari kumparan-kumparan yang diam dan yang berputar
dihubungkan secara seri, karena itu bereaksi terhadap efek kuadrat arus.
• Wattmeter elektrodinamometer membutuhkan
sejumlah daya untuk mempertahan-kan medan
maknitnya, tetapi ini biasanya begitu kecil
dibandingkan terhadap daya beban sehingga
dapat diabaikan. Jika diperlukan pembacaan daya
yang tepat, kumparan arus harus persis
membawa arus beban, dan kumparan potensial
harus dihubungkan di antara terminal-terminal
beban.
• Umumnya, sambungan kumparan potensial pada
titik A lebih diinginkan untuk beban-beban arus
tinggi, tegangan rendah; sedang sambungan
kumparan potensial pada titik B lebih diinginkan
untuk beban-beban arus rendah, tegangan tinggi.
•
Kesulitan dalam menempatkan sambungan kumparan
potensial diatasi dalam wattmeter yang terkompensasi.
Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masing-masing
mempunyai jumlah lilitan yang sama. Salah satu kumparan
menggunakan kawat besar yang membawa arus beban
ditambah arus untuk kumparan potensial. Gulungan lain
menggunakan kawat kecil (tipis) dan hanya membawa arus
ke kumparan tegangan. Tetapi arus ini berlawanan arah
dengan arus di dalam gulungan besar, menyebabkan fuksi
yang berlawanan dengan fuksi utama. Berarti efekip
dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.
• Wattmeter Fasa banyak
– Pengukuran daya dalam suatu sistem fasa
banyak memerlukan pemakaian dua atau lebih
wattmeter.
– Teorema Blondel menyatakan bahwa daya
nyata dapat diukur dengan mengurangi satu
elemen wattmeter dari sejumlah kawat-kawat
dalam setiap sistem fasa banyak, dengan
persyaratan bahwa satu kawat dapat di-buat
"common" terhadap semua rangkaian
potensial.
• Wattmeter 1 membawa arus antara IA'A, Yang
merupakan penjumlahan vektor dari arus-arus
fasa IAC dan IAB. Kumparan potensial wattmeter
1 dihubungkan ke tegangan antaran VAC. Dengan
cara sama kumparan arus wattmeter 2 membawa
arus antaran IB.B yang merupakan penjumlahan
vektor dari arus-arus fasa IBA danIBC sedang
tegangan pada kumparan potensialnya adalah
tegangan antaran VBC.
VAC =VBC=V dan IAC = ICB = IBA = I
Diagram fasor dan tegangan dan arus daya 3 fase tiga
kawat
Alat Ukur Watt / Jam
•
Kumparan arus dihubungkan sen dengan antaran, dan
kumparan tegangail dihubungkan paralel. Kedua kumparan
yang dililitkan pada sebuah kerangka logam dengan desain
khusus melengkapi dua rangkaian maknit. Sebuah piringan
aluminium ringan digantung di dalam senjang udara medan
kumparan arus yang menyebabkan arus pusar mengalir di
dalam piringan. Reaksi arus pusar dan medan kumparan
tegangan membang-kitkan sebuah torsi (aksi motor)
terhadap piringan dan menyebabkannya berputar.
• Torsi yang dibangkitkan sebanding dengan kuat medan
kumparan tegangan dan arus pusar di dalam piringan
• Berarti jumlah putaran piringan sebanding dengan
energi yang telah dipakai oleh beban dalam selang
waktu tertentu, dan diukur dalam kilowatt-jam (kWh,
kilowatt-hour). Poros yang menopang piringan
aluminium dihubungkan melalui susunan roda gigi ke
mekanisme jam dipanel alat ukur, melengkapi suatu
pembacaan kWh yang terkalibrasi dalam desimal.
• Redaman piringan diberikan oleh dua maknit permanen
kecil yang ditempatkan saling berhadapan pada sisi
piringan. Bila piringan berputar, maknitmaknit
permanen mengindusir arus pusat di dalamnya. Arusarus pusar ini bereaksi dengan medan maknit dari
maknit-maknit permanen kecil dan meredam gerakan
piringan.
Alat Ukur Faktor Daya
•
Menurut defnisi, faktor daya adalah kosinus sudut fasa
antara tegangan dan arus, dan pengukuran faktor daya
biasanya menyangkut penentuan sudut fasa ini. Ini ditunjukkan dalam kerja alat ukur faktor daya kumparan
bersilang (crossed-coil power factor meter). Pada dasarnya
instrumen ini adalah gerak elektrodinamometer di mana
elemen yang berputar terdiri dari dua kumparan yang
dipasang pada poros yang sama tetapi tegak lurus satu
sama lain. Kumparan putar berputar di dalam medan
maknetik yang dihasilkan oleh kumparan medan yang
membawa arus jala-jala.
Rangkaian alat ukur faktor
daya kumparan silang satu
fasa
Alat Ukur Frekuensi
• Frekuensi dapat ditentukan dengan berbagai
cara, tetapi sementara kita membicarakan
instrumen-instrumen penunjuk yang dalam
kategori ini adalah alatalat ukur freiuensi yang
memanfaatkan efek frekuensi terhadap faktorfaktor seperti : induktansi Ibersama, resonansi
sirkuit penyetalaan (tuned circuit) dan resonansi
mekanik
Rangkaian alat ukur frekunsi tipe
elektrodinamometer
• Alat ukur frekuensi jenis batang atau lidah
bergetar (tuned-reed frequency mechanism)
– bekerja berdasarkan prinsip resonansi mekanis.
Sederetan batang-batang dipasang bersama-sama
pada sebuah alas feksibel yang terpasang pada
jangkar sebuah elektromakna Kumparan
elektromaknit diberi energi listrik dari jala-jala arus
bolakbalik yang frekuensinya akan ditentukan
– Instrumen ini mempunyai keuntungan karena
konstruksi sangat sederhana dan sangat kokoh. Dia
mempertahankan kalibrasinya dengan baikngan
syarat bahwa getaran batang-batang dipertahankan
dalam batas-batas yang Walaupun operasinya tidak
bergantung pada nilai tegangan yang tepat,
pengubbatas ukur tegangan biasanya dilakukan
dengan penambahan tahanan.
• Alat ukur frekuensi tipe inti jenuh
(saturable-core frequency meter)
– Transformator terdiri dari dua inti (core)
dan satu gandar Magnetik. Gandar
terbuat dari bahan dengan penampang
yang cukup besar sehingga tidak
mencapai saturasi.
Skema alat ukur frekunsi tipe inti jenu