TUGAS RINGKASAN MATERI doc 1

TUGAS RINGKASAN MATERI
Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

Prinsip-prinsip dan Pemakaian
Potensiometer
Jembatan Arus Searah
dan Pemakaiannya
Disusun Oleh :
Agus Dian P

040900101

Argo Satrio Wicaksono 020900242
Erviana Yohani .R

020900247

Miftakhul Jannah

020900253

Rico Putra Pratama

020900256

Wida Geby Krisanti

020900262

Bab VI
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

1

Prinsip-prinsip dan Pemakaian Potensiometer

1. Definisi
Potensiometer adalah sebuah instrument yang digunakan untuk mengukur
tegangan yang tidak diketahui dengan cara membandingkannya terhadap tegangan
yang diketahui yang biasa di supply dari sebuah sel standar. Pengukuranpengukuran dengan cara ini mampu menghasilkan tingkat ketelitian yang sangat
tinggi sebab hasil yang diperoleh tiak bergantung

pada defleksi

aktual jarum

pennjuk, tetapi hanya bergantung pada ketelitian tegangan standar yang diketahui.
Selain digunakan sebagai pengukur tegangan, potensiometer juga digunakan untuk
menentukan arus dengan hanya mengukur penurunan tegangan yang dihasilkan
oleh arus tersebut melalui sebuah tahanan yang diketahui.
2. Prinsip Kerja
Diagaram rangkaian potensiometer dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Rangkaian potensiometer

Saat saklar

S dibuat ke posisi “operasi” dan membuat sakelar kunci

galvanometer K terbuka, batere kerja akan menyalurkan arus ke tahanan geser dan
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

2

kawat geser. Arus kerja melalui kawat geser dapat diubah dengan mengubah posisi
tahanan geser. Metoda pengukuran tegangan yang tidak diketahui,E, bergantung
pada cara mendapatkan suatu posisi kontak geser sedemikian rupa sehingga
galvanometer menunujukkan defleksi nol bila saklar

galvanometer K ditutup. Arus

galvanometer nol berarti bahwa tegangan E yang tidak diketahui sama dengan
penurunan tegangan E’ pada bagian xy dari kawat geser. Penentuan nilai tegangan
yang tidak diketahui selanjutnya menjadi masalah penetuan penurunan tegangan E’
sepanjang kawat geser. Penurunan tegangan seluruh panjang kawat tersebut atau
sepanjang sebagaian kawat dapat dikontrol dengan mengatur arus kerja (working
current). Langkah awal dalam prosedur pengukuran adalah dengan mengatur atau
menstandarkan ke sebuah sumber tegangan refeerensi yang diketahui seperti sel
standar. Yang perlu di ingat adalah potensiometer hanya memerlukan satu kali
kalibrasi, yang berarti sekali dikalibrasi, arus kerja tidak pernah berubah.
Setelah potensiometer distandarkan, setiap tegangan dc yang kecil yang tidak

diketahui (maksimum 1,6 V) dapat diukur. Sakelar S dipindahkan ke posisi “operasi”
dan kotak geser digerakkan sepanjang kawat sampai galvanometer tidak
menunjukkan defleksi bila sakelar K ditutup. Pada kondisi nol, tegangan E yang
tidak diketahui sama dengan penurunan tegangan E’ sepanjang bagain xy dari
kawat geser, dan pembacaan skala kawat geser secara mudah diubah ke nilai
tegangan yang sesuai.
3. Jenis –Jenis Potensiometer
3.1 Potensiometer Satu Rangkuman
Potensiometer kawat geser memiliki konstruksi yang kurang praktis.
Potensiometer tipe laboratorium modern mengunakan tahanan tingkat (dial resistor)
yang telah dikalibrasi dan sebuah kawat geser berbentuk lingkaran kecil dengan
satu atau lebih gulungan. Adapun skema sebuah potensiometer sederhana adalah
sebagai berikut :

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

3

Gambar 2. Rangkaian potensiometer dengan tahanan tingkat
dan kawat geser bentuk lingkaran

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa, kawat geser yang panjang diganti
oleh gabungan 15 tahanan presisi beserta kawat geser berbentuk lingkaran satu
gulungan. Dalam hal ini, tahanan kawat geser berbentuk lingkaran satu gulungan.
Dalam hal ini, tahan kawat geser adalah 10 Ω dan tahanan-tahanan piringan (dial)
mempunyai nilai masing-masing 10Ω sehingga tahanan total sakelar tingkat/piringan
(dial switch) adalah 150Ω. Kawat geser dilengkapi dengan 200 pembagian skala dan
interpolarisasi sebesar seperlima dari satu bagian skala dapat ditaksir dengan baik.
Arus kerja potensiometer ini dipertahankan pada 10 mA sehingga setiap satu
langkah dari sakelar tingkat menyakatakan tegangan 0,1 V. Masing-masing bagaian
skala pada skala kawar geser menyatakan 0,0005 V dan pembacaan dapat ditaksir
sampai sekitar 0,0001V.
3.2 Pengukuran Tegangan Potensiometrik
Langkah-langkah dalam melakukan suatu pengukuran potensiometrik adalah
sebagai beikut :

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

4

 Mengkombinasikan tahanan-tahanan piringan dan kawat geser diatur ke nilai
tegangan sel standar (nilai ini biasanya dituliskan pada tubuh sel);
 Memindahkan sakelar ke posisi “kalibrasi” dan sakelar galvanometer K
dicabangkan sewaktu tahanan geser diatur untuk memberikan defleksi nol
pada galvanometer. Rangkaian pengaman dibiarkan di dalam rangkaian guna
mencegah kerusakan galvanometer selama pengaturan tingkat awal.
 Setelah defleksi nol hampir tercapai, tahanan pengaman dihubung singkatkan
dan penyetelan akhir dilakukan dengan mengontrol tahanan geser.
 Setelah standardisasi selesai, saklar dipindahkan keposisi “operasi”, berarti
menghubungkan ggl yang tidak diketahui ke rangkaian. Instrumen dibuat
setimbang oleh piringan utama (main dial) dan kawat geser, dengan tetap
membiarkan tahanan pengaman didalam rangkaian.
 Begitu kesetimbangan hampir tercapai, tahanan pengaman dihubung
singkatkan dan penyetelan akhir dilakukan guna mendapatkan suatu kondisi
setimbang yang sebenarnya.
 Nilai tegangan yang tidak diuketahui dibaca langsung dari penyetelanpenyetelan piringan.
 Arus kerja diperiksa dengan mengembalikan keposisi “kalibrasi”. Jika
penyetelan –penyetelan piringan persis sama dengan prosedur kalibrasi
semula, pengukuran yang dilakukan telah memenuhi. Jika pembacaan tidak
sesuai, pengukuran kedua harus dilakukan dan kembali lagi ke pengujian

kalibrasi.
3.3 Potensiometer Dua Rangkuman
Potensiometer satu rangkuman dibuat untuk meliput rangkuman tegangan
sampai 1,6 V. Oleh karena itu, pengukuran nilai yang lebih rendah dapat dilakukan
dengan menambahkan dua tahanan rangkuman dan satu sakelar rangkuman.
Diagram skema sebuah potensiometer dua rangkuman ditunjukkan pada gambar
berikut :

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

5

Gambar 3. Potensiometer dua rangkuman yang disederhanakan

Dari gambar diatas, R1 dan R2 adalah tahanan-tahanan rangkuman dan
sakelar S adalah sakelar rangkuman. Tahanan pengukuran Rm terdiri dari kawat
geser yang dihubungkan seri dengan pringan utama. Piringan utama terdiri 15
tingkatan dengan masing-masing 10 Ω sehinga tahanan total 150Ω. Tahanan kawat
geser adalah 10Ω. Untuk mengahasilkan suatu penurunan tegangan sebesar 1,6 V
pada piringan utama dan kawat geser, arus pengukuran Im harus 10 mA. Bila

sakelar rangkuman dibuat pada posisi x 0,1 maka arus pengukuran Im harus
diturunkan menjadi sepersepuluh dari nilai semula yakni 1 mA, agar diproleh suatu
penurunan tegangan 0,16 V ada tahanan pengukuran Rm.

Gambar 4. Rangkaian Erlementer dari Potensiometer 2 rangkuman yang menunujukkkan
rangkaian (a) pada rangkuman x1 (b) pada rangkuman x 0.1

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

6

Dari skema gambar diatas, pada rangkuman x 1, tahanan-tahanan
rangkuman R1 dan R2 pararel terhadap tahanan total Rm. Pada gambar selanjutnya
(b), tahanan rangkuman R1 pararel terhadap kombinasi seri dari R2 dan Rm. Suatu
arus batere yang konstan hanya mungkin bila tahanan rangkaian total pada masingmasing rangkuman adalah sama. Sehingga jika disamakan tahanan-tahanan pada
gambar diatas diperoleh :
Rm(R1+R2)

R1(R2+Rm)

R1+R2+Rm

R1+R2+Rm

(1)

Setelah disederhanakan, akan menjadi :
R2Rm = R1R2 atau R1=Rm

(2)

Dari persamaan diatas dapat dianalisa bahwa tahanan rangkuman R1 harus
sama dengan tahanan pengukuran Rm agar batere menyalurkan arus yang sama
pada kedua rangkuman. Tegangan E’ harus pada kedua posisi saklar rangkuman
guna mengubah rangkuman-rangkuman tanpa mengacaukan kalibrasi permulaan.
Dengan sakelar pada posisi x 1

E’ = ImRm

(3)

Dengan sakelar pada posisi x 0,1

E’ = I2R1

(4)

Gabungan persamaan (3) dan (4) menghasilkan:

E’ = ImRm = I2R1

(5)

Dengan substitusi persamaan (2) ke (5) diperoleh

Im = I2

(6)

Arus batere It dalam gambar 5.a sebelumnya

It = I1+Im

(7)

Arus batere It dalam gambar 5.b sebelumnya

It = I2+0,1Im

(8)

Gabungan persamaan (7) dan (8) menggubakan (6) ;
I1+Im = I2+0,1Im
Atau

I1 = 0,1 Im

(9)

Penurunan tegangan pada Rm harus sama dengan penurunan tegangan pada
kombinasi seri R1 dan R2 jadi ;
I1(R1+R2) = ImRm

(10)

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

7

Hasil substitusi persamaan (2) dan (9) kedalam (10) menjadi :
0,1 Im (R1+R2) = ImR1
Atau

R2 = 9R1

(11)

Kalibrasi potensiometer dua rangkuman dilakukan dengan cara yang biasa
yaitu pada posisi rangkuman x 1. Tahanan-tahanan rangkuman R1 dan R2
keduanya adalah tahanan presisi dan kalibrasi permulaaan harus berlaku untuk
rangkuman yang lebih rendah. Potensiometer seperti pada gambar 3 dapat
digunakan untuk mengukur tegangan-tegangan samai 0,16 V pada rangkuman yang
lebih rendah. Pembacaan-pembacaan piringan (dial) hanya dikalikan dengan factor
rangkuman sebesar 0,1.
3.4 Potensiometer rangkuman ganda
Potensiometer-potensiometer laboratorium presisi biasanya memiliki 3
rangkuman tegangan; rangkuman tinggi (1,6 V), rangkuman menengah (0,16 V) dan
rangkuman rendah (0,016 V). Diagram rangkuman yang disederhanakan dari
sebuah instrument 3 rangkuman dapat ditunjukkan pada gambar 5 dibawah.

Gambar 5 Potensiometer laboratorium tiga rangkuman

Tingkat ketelitian pengukuran biasanya dihubungkan dengan potensiometer
presisi sedemikian rupa sehingga rangkaian memerlukan komponen-komponen
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

8

stabilitas tinggi dan sambngan-sambungan yang dirangkai secara cermat ; sebagai
akibatnya beberapa elemen rangkaian harus dilindungi secara temal dan secara
elektrostatik.

Gambar 6 Instrument poratabel yang dirancang untuk mengalibrasi instrument yang
dioperasikan oleh termokopel pada rangkuman -1 sampai +15 mV dan 0 sampai 80 mV

Gambar 7 Diagram skema yang disederhanakan untuk potensiometer portable

4. Kotak volt

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

9

Potensiometer untuk pemakaian umum biasanya manyangkut pengukuran
dalam rangkuman 0 volt sampai 1.6 volt dc. Jika tegangan yang akan diukur lebih
tinggi, digunakan sebuah pembagi tegangan yang presisi atau kotak volt yang
memperbesar batas ukur potensiometer.

Gambar 8 Diagram skema sebuah kotak volt

Gambar diatas adalah diagram kotak volt. Tegangan yang diukur dihubungkan
ke terminal-terminal hantaran dan rangkuman tegangan yang sesuai dipilih dengan
menyetel saklar putar, sehingga keluarannya sama dengan 150mV. Arus yang
disalurkan dari sumber tegangan yang diukur dapat dibuat sangat kecil dengan
menggunakan pembagi tegangan tahanan tinggi. Namun dalam praktek pemilihan
nilai-nilai

tahanan

mencakup

kompromi:

tahanan

tinggi

diinginkan

untuk

memperkecil arus. Tahanan-tahanan rendah menghasilkan sensitivitas galvanometer
yang lebih tinggi dan memperkecil efek kebocoran tahanan tinggi sekitar apitan
kutub.
Kestabilan yang sangat baik dan ketelitian tinggi dapat dicapai dengan
menggunakan komponen-komponen bermutu tinggi.

5. Kotak shunt

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

10

Gambar 9 Diagram skema sebuah kotak shunt

Kotak shunt dimaksudkan digunakan bersama potensio meter dalam
pengukuran presisi arus searah dan untuk kalibrasi ampere meter dc dan watt
meter.Seperti yang terlihat pada diagaram, arus yang diukur dimasukan melalui
terminal-terminal hantaran kotak dan menghasilkan penurunan tegangan pada
tahanan shunt. Sebuah saklar putar memungkinkan pemilihan rangkuman arus yang
didnginkan dari 75mA sampai dengan 15 A dc keluarannya sama dengan 150 mV.
Dengan tahanan shunt total sebesar 2 ohm disipasi daya terbesar hanya 2.25 watt.
dalam situasi pengukuran khas tegangan yang dibangkitkan pada tahanan shunt
diukur oleh sebuah potensiometer. Pemakaian komponen-komponen bermutu tinggi
seperti tahanan kawat manganin dan kontak-kontak paduan perak pada saklar
rangkuman menghasilkan stabilitas listrik yang sangat baik, mengakibatkan suatu
batas kesalahan hanya 0.02%.
6. Detektor Nol
Ada tiga jenis detektor nol, yaitu :
(a) Galvanometer jenis penunjuk dengan suspensi ban kencang (taut-band),
umumnya ditemukan dalam instrumen-instrumen portabel. Ini merupakan detektor
nol yang cukup kasar dengan sensitivitas 1,0 μA setiap bagian skala.
(b) Galvanometer refleksi dilengkapi dengan lampu dan skala, khususnya digunakan
di laboratorium. Galvanometer ini memiliki sensitivitas tinggi, biasanya dalam
rangkuman 0,1 μA sampai 0,01 μ masukan setiap bagian skala.
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

11

(c) Detektor nol elektronik (electronic null detector) dengan rangkaian semi
konduktor memiliki sensitivitas yang sangat baik pada impedansi masukan yang
tinggi dan sangat kasar tetapi cukup mahal.
Pada galvanometer jarum penunjuk atau galvanometer refleksi, untuk pemilihan
tipe detektor nol yang baik bergantung pada beberapa faktor: sensitivitas, tahanan
kumparan galvanometer, periode galvanometer, dan tahanan peredam kritis luar
(ECDR) dari rangkaian.

Gambar. 10 Skema sebuah galvanometer refleksi bersama lampu dan skala

Gambar di atas menunjukkan skema galvanometer refleksi dengan lampu dan
skala lengkap yang telah terpasang. Lampu A dipasang di dalam sebuah rumah
dekat bagian belakang instrumen. Cahaya bersinar melalui sebuah tabung berisi
sebuah lensa cembung datar B. Permukaan datar lensa ini dilapisi perak, dipasang
menghadap lampu, kecuali sebuah celah persegi sempit yang sisi-sisi panjangnya
vertikal. Sebuah garis rambut halus menyilang celah paralel terhadap sisi-sisi
panjangnya.
Lensa-lensa menghasilkan sebuah bayangan dari filamen lampu dan garis
rambut melalui sebuah lensa akromatik C ke cermin galvanometer D yang dipasang
pada kumparan galvanometer. Cermin berputar menurut perimbangan sewaktu
menanggapi arus

melalui kumparan, dan memantulkan kembali berkas cahaya

melalui lensa C menuju cermin silindris E yang berada di bagian belakang kotak
instrumen. Disini bayangan tersebut diperbesar dan dipantulkan ke skala penunjuk F
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

12

di bagian depan. Efek gabungan dari lensa C dan cermin silindris membentuk
bayangan utama garis rambut dan digunakan sebagai pedoman untuk menunjukkan
defleksi.
Sewaktu berkas cahaya dipantulkan oleh cermin galvanometer ke cermin
silindris, dia lewat melalui gelas bening G. Hampir semua cahaya lewat melalui gelas
tersebut tetapi sebagian kecil dipantulkan ke skala untuk membentuk sebuah
bayangan sekunder. Bayangan sekunder ini muncul sebagai bintik terang sempit
yang terpusat pada bayangan primer. Dia bergerak sedikit sekali pada defleksi
bayangan primer yang relatif besar (rasio 1/10) dan sangat berguna dalam
menentukan arah defleksi sekiranya bayangan primer berada di luar skala.
7. Kalibrasi Voltmeter dan Amperemeter
Metoda potensiometer adalah dasar untuk mengalibrasi voltmeter, ampermeter,
dan wattmeter. Karena potensiometer adalah alat ukur arus searah (dc), instrumen
yang akan dikalibrasi harus dari jenis dc atau elektro-dinamometer.

Gambar 11. Kalibrasi sebuah voltmeter arus searah dengan metode potensiometer

Gambar diatas menunjukkan bahwa sebuah rangkaian pembagi tegangan yang
terdiri dari dua tahanan geser guna pengaturan tegangan kalibrasi secara kasar dan
peka, dihubungkan antara terminal-terminal sumber daya. Tegangan pada voltmeter
diturunkan ke suatu harga yang sesuai untuk hubungan ke potensiometer dengan
menggunakan sebuah kotak volt. Tegangan yang dimasukkan ke kotak volt tersebut
diatur oleh dua tahanan geser sampai jarum penunjuk berhenti pada suatu bagian
skala utama. Potensiometer digunakan untuk menentukan nilai sebenarnya dari
tegangan ini. Bila pembacaan potensiometer tidak sesuai dengan penunjukan
voltmeter, kesalahan positif atau negatif akan ditunjukkan. Sejumlah bagian skala
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

13

utama yang dipilih diperiksa melalui cara ini, pertama-tama pada pertambahan
tegangan dan kemudian pada penurunan tegangan. Setelah pembacaan ini
dilakukan pada titik-titik skala yang dipilih, kurva kalibrasi digambarkan. Sebuah
contoh data yang diperlukan untuk membuat sebuah kurva kalibrasi diberikan pada
tabel 1 berikut.
Tabel 1 Hasil kalibrasi sebuah voltmeter dc dengan metoda potensiometer
pembacaan
skala voltmeter
dc (volt)

Pembacaan
potensiometer
sebenarnya (volt)

Koreksi
(volt)

0.0

0.00

0.00

1.0

0.95

-0.05

2.0

2.00

0.00

3.0

3.05

+0.05

4.0

4.10

+0.10

5.0

5.10

+0.10

6.0

6.15

+0.15

7.0

7.10

+0.10

8.0

8.15

+0.15

9.0

9.20

+0.20

10.0

10.25

+0.25

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

14

Gambar 12 Kurva kalibrasi khas

Gambar 13 Kalibrasi sebuah amperemeter dengan metode potensiometer

Gambar diatas menunjukkan rangkaian yang digunakan untuk mengalibrasi
sebuah ampermeter. Sebuah kotak shunt seperti yang terlihat pada gambar
sebelumnya dihubungkan seri dengan ampermeter yang akan dikalibrasi. Tegangan
pada kotak shunt diukur oleh potensiometer, dan arus melalui shunt yang berarti
melalui ampermeter ditentukan. Karena tahanan shunt diketahui secara tepat dan
tegangan pada shunt diukur oleh potensiometer, metoda kalibrasi ampermeter ini
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

15

sangat teliti. Prosedur kalibrasi aktual di berbagai titik pada skala alat ukur sangat
mirip dengan kalibrasi pada voltmeter.

8. Potensiometer

yang

menyetimbangkan

sendiri

(self

balacing

potensiometer)
Dalam instrumen self- balancing, ggl yang tidak setimbang dalam sebuah
potensiometer normal akan menghasilkan defleksi galvanometer, dimasukkan ke
sebuah

penguat

melalui

sebuah

converter.

Keluaran

penguat

tersebut

menggerakkan sebuah motor induksi dua fasa yang membuat kontak geser
potensiometer

setimbang.

Converter,

yang

dihubungkan

antara

keluaran

potensiometer dan masukan penguat, mengubah tegangan dc yang tidak setimbang
menjadi tegangan ac yang tidak setimbang yang dengan mudah dapat diperkuat
oleh sebuah penguat ac ke nilai yang diinginkan.

Gambar 14 Diagram rangkaian potensiometer Speed-O-Max yang menyetimbangkan
sendiri

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

16

Diagram

rangkaian

diatas

menunjukkan

perincian

skematis

dari

potensiometer yang menyetimbangkan sendiri yang dalam hal ini digunakan untuk
mengukur temperatur oleh sebuah termokopel. Converter terdiri dari sebuah batang
bergetar, digerakkan secara sinkron dari tegangan jala-jala 60 Hz, yang bekerja
sebagai saklar yang membalik arus melalui gulungan pemisah dari kumparan primer
transformator pada tiap getaran batang. Pembalikan arus yang konstan pada
masing-masing siklus vibrasi batang mengubah tegangan dc yang tidak setimbang
dari rangkaian potensiometer menjadi tegangan bolak-balik pada kumparan
sekunder transformator. Keluaran ac dari converter yang sebanding dengan
masukan dc ke converter, dimasukkan ke penguat. Output penguat terdapat pada
gulungan pengontrol dari motor induksi dua fasa, gulungan lain dari motor disuplai
oleh tegangan jala-jala. Tegangan jala-jala ac tergeser sebesar 90° terhadap
tegangan output kapasitor di dalam rangkaian penggerak converter. Bergantung
pada tegangan dc, fasa tegangan keluaran penguat akan mendahului atau
ketinggalan fasa sebesar 90° dari tegangan jala-jala yang dimasukkan ke motor
induksi. Jadi jika ggl yang diukur lebih kecil dari tegangan kesetimbangan yang
dihasilkan oleh potensiometer, maka keluaran penguat akan tergeser sebesar 180°
dan motor akan berputar dalam arah yang berlawanan.
Poros motor dihubungkan secara mekanis ke kontak kawat geser sehingga
perputaran motor memperkecil ketidaksetimbangan dalam rangkaian potensiometer.
Bila ggl yang akan diukur sama dengan tegangan potensiometer, tegangan output
penguat adalah nol dan motor tidak berputar, jadi dalam setiap kondisi tidak
setimbang tegangan output penguat akan menyebabkan motor menggerakkan
potensiometer ke kedudukan setimbang.
Motor yang menggerakkan kontak kawat-geser untuk mempertahankan
kesetimbangan potensiometer secara mekanis di kopel ke sebuah mekanisme pena,
dan setiap gerakan kontak kawat geser diikuti oleh suatu gerak simultan dari pena
pada kart-jalur (strip-chart).
Ggl yang dihasilkan oleh termokopel pada Gambar 14 adalah fungsi dari
selisih temperatur antar ujung panas dan ujung dingin. Variasi temperatur titik
referensi dikompensir oleh sebuah rangkaian kompensir elektris. Penurunan
tegangan pada tahanan D, yang terbuat dari paduan nikel-tembaga mengkompensir
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

17

perubahan temperatur titik referensi. Tahanan G menyetimbangkan penurunan
tegangan pada D pada temperatur dasar yang diinginkan. Tahanan K dan kawat
geser S membentuk rangkaian pengukuran yang aktual, dan tahanan B
menghasilkan penurunan tegangan yang tepat untuk mengalibrasi rangkaian
terhadap tegangan referensi, yang dalam hal ini adalah referensi dioda zener.
Sinyal yang disuplai ke masukan rangkaian potensiometer dilewatkan melalui
sebuah penapis (filter) yang melewatkan frekuensi rendah. Kapasitor-kapasitor filter
tidak mempunyai efek terhadap tegangan searah yang disalurkan ke masukan,
tetapi setiap perubahan sinyal masukan yang cepat dan setiap sinyal-sinyal ac
terpencar yang mungkin dihasilkan pada sinyal masukan, diratakan oleh kapasitor

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

18

Soal dan Pembahasan
Buku Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Hal 146-147
Pertanyaan:
1. GGL sebuah bsel standar diukur dengan sebuah potensiometer yang memberikan
pembacaan 1,01892 V. Bila sebuah tahanan 1 MΩ dihubungkan keterminalterminal sel standar, pembacaan potensiometer turujn menjadi 1,01874 V.
Tentukan tahanan dalam Ri dari sel standar.
3. Potensiometer dalam gambar 1 mempunyai batere kerja dengan tegangan
terminal 4,0 V dan tahanan-tahanan yang diabaikan . Kawat geser

200 Cm,

mempunyai tahanan 100Ω dan tahanan dalam galvanometer 50Ω. Ggl sel standar
adalah 1,0191 V dan tahanan dalam 200Ω. Tahanan geser diatur sehingga
potensiometer distandarkan dengan menyetl kontak geser pada tanda 101,91 Cm
pada kawat geser. (a)Tentukan arus kerja dan nilai tahanan geser. (b) Jika
sambungan-sambungan ke sel standar dibalik secara kebetulan tentukan arus
melalui sel standar. (c) Sebuah tahanan pengaman dihubungkan seri dengan
galvanometer untuk membatasi arus melalui galvanometer sampai 10µA pada
kondisi (b). Tentukan nilai tahanan pengaman ini.
6. Sebuah potensiometer yang memiliki 15 langkah masing-masing 5Ω dan sebuah
kawat geser 5,5Ω dihubungkan seri dengan batere kerja 2,40 V dan sebuah
tahanan geser.

Rangkuman maksimal instrumen adalah 1,61 V. Sensitifitas

voltmeter adalah 0,05µA/mm dan tahanan dalam 50 Ω. (a) Tentukan nilai
penyetelan tahanan geser. (b) Tentukan resolusi instrumen jika kawat geser
mempunyai 11 gulungan, 100 bagian setiap gulungan, dan dapat diinterpolarisasi
pada seperlima dari satu bagian skala. (c) Sebuah sumber 1,10 V dengan
tahanan dalam yang diabaikan diukur dengan potensiometer ini. Tentukan

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

19

kesalahan (dalam V) dari

kesetimbangan yang sebenarnya agar bintik

galvanometer berdefleksi 1 mm.
9. Rencanakan sebuah kotak volt dengan tahanan 20 ohm/V dan rangkuman 3V,
10V, 30V, dan 100V. Kotak volt ini akan digunakan bersama sebuah
potensiometer yang mempunyai rangkuman ukur 1,6 V
10. Rencanakan sebuah shunt dengan rangkuman 1A,5A,10A,dan 20 A. Shunt ini
akan digunakan bersama sebuah potensiometer yang mempunyai batas ukur
1,6V
Penyelesaian:
1. Pada kondisi awal

V = I x Ri
Pada kondisi kedua setelah dipasang tahanan

V = I x (Ri pararel Rm)
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

20

V = I x (Ri//1 MΩ)
Jika kedua keadaan di samakan
I=I
V1/Ri

= V2/ (Ri//Rm)

V1 x (Ri//Rm)

= V2 x Ri

V1 x ( Ri Rm)

=

V2 x Ri

( Ri + Rm)
V1 Ri Rm

= V2 Ri2 + V2 Ri Rm

Ri (V1 Rm)

= Ri ( V2 Ri + V2 Rm)

1,01892 V x 1MΩ

= (1,01874 V x Ri) + (1,01874 V x 1 MΩ)

1018920 V Ω

= (1,01874 V x Ri) + 1018740 V Ω

1018920 VΩ - 1018740 VΩ

= (1,01874 V x Ri)

Ri

= (1018920 – 1018740) VΩ / 1,01874 V

Ri

≈ 176,7 Ω

3. (a) Bila instrumen distandarkan, tanda 101,91 Cm pada skala sesuai dengan
1,0191 V (E’ dalam gambar 1). 101,91 Cm kawat geser menyatakan tahanan
sebesar 101,91/200 x 100Ω = 50,955Ω. Karena galvanometer yang memiliki
tahanan dalam 50Ω ttotaerpasang secara seri dengan kawat geser maka
tahanan dalam total adalah 50,995Ω + 50Ω = 100,995Ω. Berarti arus kerja
akan menjadi 1,0191 V / 100,995 Ω = 0,0100945 A ≈ 10,1 mA.
(b) Jika sambungan sel standar di balik, maka sumber tegangan akan menjadi
searah dengan batere kerja. Hal ini akan mengakibatkan tegangan

total

adalah jumlah tegangan sel standar dan tegangan batere kerja yaitu 4,0 V +
1,0191 V = 5,0191 V. Tahanan total berdasarkan perhitungan sebelumnya
adalah 100,995Ω. Sehingga arus yang melalui sel standar adalah 5,0191V /
100,995Ω = 0,04969 A≈ 50 mA.
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

21

(c) Tahanan pegaman dipasang seri dengan galvanometer untuk membatasi arus
yang mengalir pada galvanometer. Secara sederhana dapat digambarkan
sebagai berikut :

R pengaman

galvanometer

Dari gambar di atas di ketahui bahwa
i=E total/(Rpengaman+Rgalvanometer)
R pengaman = ( E total / i ) – R galvanometer
R pengaman = ( 5,0191 V / 0,04969 A) – 50 Ω
= 101,008 Ω - 50Ω
= 51,008 Ω
6. (a) Rm = RG + R piringan + R kawat
= (50+75+5,5)Ω
= 130,5Ω
Rmax = 1,6 V
Maka = satuan = (1,6 V/15 langkah ) = 0,1073
Setiap Ω = (0,107/ 5Ω) = 0,0214 A = 21,4 mA
V tot = V batere – Vr
= (2,40-1,61) V = 0,79 V
Maka, tahanan geser = (0,79 V/21,4mA)=37Ω.
(b) Resolusinya
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

22

11 gulungan,
100 bagian tiap gulungan → total = 11 x 100 = 1100 bagian.
Diinterpolarisasi pada 1/5 bagian, maka :
1/5 x 1100 bagian = 220 bagian / skala
= 2,2 gulungan / skala.
(c) V batere

= 2,40 V

V diukur

= 1,10 V

V tot

= (2,40-1,10) V

= 1,30 V

Berdefleksi sejauh 1 mm,
1mm = 0,05µA
Tahanan Rm = 130,5Ω
V = Rm x 0,05µA
V = 130,5 Ω x 0,05 µA
V = 0,000006525 volt
9.

10.

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

23

Bab VII
Jembatan Arus Searah dan Pemakainnnya

1. Pendahuluan
Rangkaian-rangkaian jembatan dipakai untuk pengukuran nilai-nilai komponen
seperti tahanan, induktansi, atau kapasitansi, dan parameter rangkaian lainnya yang
diturunkan dari nilai-nilai komponen, seperti frekuensi, sudut fasa dan temperatur.
Rangkaian jembatan hanya membandingkan nilai komponen yang tidak diketahui
dengan

komponen

yang

besarnya

diketahui

(sebuah

standar),

ketelitian

pengukurannya bisa tinggi sekali. Sebab pembacaan pengukuran dengan cara
perbandingan, yang didasarkan pada penunjukan nol dari kesetimbangan rangkaian

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

24

jembatan, jadi ketelitian pengukuran adalah langsung sesuai dengan ketelitian
komponen-komponen jembatan, bukan dengan indikator nolnya sendiri.
2. Jembatan Wheat Stone
2.1 Operasi Dasar

Gambar 1. Skema Rangkaian jembatan wheatstone yang disederhanakan

Rangkaian jembatan ini mempunyai 4 lengan resistif dan sebuah sumber ggl
serta sebuah detektor nol (biasanya galvanometer). Pada dasarnya rangkaian
jembatan wheatstone hanya membandingkan nilai komponen yang tidak diketahui
dengan komponen yang besarnya diketahui secara tepat (sebuah standar) dan
ketelitian pengukurannya tentu saja bisa tinggi sekali hal ini disebabkan pembacaan
pengukuran dengan cara perbandingan yang didasarkan pada penunjukan nol dari
kesetimbangan rangkaian jembatan (pada dasarnya tidak bergantung pada
karakteristik detektor nol). Jadi ketelitian pengukuran adalah langsung sesuai
dengan ketelitian komponen-komponen jembatan, bukan dengan indikator nolnya
sendiri.
Jembatan disebut setimbang jika I galvanometer = 0 .

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

25

Kondisi ini terjadi jika Vca=Vda atau Vcb=Vdb

IG = 0

I1R1 = I2R2

(1)

sehingga

I1 = I3 = E / (R1+R3)

(2)

dan

I2 = I4 = E / (R2+R4)

(3)

sehingga

R1 / (R1+R3 ) = R2 / (R2+R4)

(4)

R1R4 = R2R3

(5)

Jika R4 tidak diketahui, tahanannya Rx dapat dinyatakan oleh tahanan-tahanan yang
lain:
Rx = (R3 R2 )/ R1

(6)

dimana :
R3

= lengan standar

R1 dan R2

= lengan-lengan pembanding

Jembatan Wheatstone dipakai secara luas pada pengukuran presisi tahanan dari
sekitar 1Ω sampai rangkuman mega ohm rendah.

2.2 Kesalahan pengukuran
Kesalahan-kesalahan pengukuran dapat terjadi karena :
 Kesalahan batas dari ketiga tahanan yang diketahui.
 Sensitivitas detektor nol yang tidak cukup
 Perubahan tahanan lengan-lengan jembatan karena efek pemanasan arus
melalui tahanan-tahanan tersebut
 Rangkaian galvanometer dapat juga mengakibatkan masalah sewaktu
mengukur tahanan-tahanan rendah
 Kesalahan-kesalahan karena tahanan kawat sambung dan kontak-kontak luar
memegang peranan dalam pengukuran nilai-nilai tahanan yang sangat
rendah
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

26

2.3 Rangkaian Pengganti Thvenin
Sensitivitas pada rangkaian ini dapat ditentukan dengan ”memecahkan persoalan”
rangkaian jembatan pada ketidaksamaan yang kecil. Pemecahan ini didekati dengan
mengubah jembatan Wheatstone ke penggantinya Thevenin. Rangkaian pengganti
Thevenin ditentukan dengan memeriksa terminal galvanometer c dan d. Untuk
memperoleh pengganti Thevenin dilakukan dua langkah :
 Menyangkut penentuan tegangan ekivalen (pengganti) yang muncul pada
terminal c dan d bila galvanometer dipindahkan dari rangkaian.
 Menyangkut penentuan tahanan pengganti dengan memperhatikan terminal c
dan d dan mengganti batere dengan tahanan dalamnya.

Gambar 2 Pemakaian teorema thevenin terhadap jembatan wheatstone. (a) Konfigurasi
Jembatan wheatstone; (b) Tahanan thevenin dengan memeriksa terminal c dan d; (c)
Rangkain lengkap Thevenin dengan galvanometer tersambung ke terminal c dan d.

Dari gambar rangakaiam diatas :
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

27

Ecd = Eac – Ead = I1R1-I2R2
Rth = (R1R3 /R1+R3) + (R2R4 / R2+R4)
I1 = E / R1+R3

I2 = E / R2+R4

Dengan demikian Ecd = E ((R1/R1+R3)-(R2/R2+R4))

(7)

3. Jembatan Kelvin
Jembatan kelvin merupakan modifikasi dari jembatan Wheatstone dan menghasilkan
ketelitian yang jauh lebih besar dalam pengukuran tahana-tahanan rendah ( low
values resistances ), umumnya di bawah 1Ω.

Gambar 3 Rangkaian jembatan Wheatstone, menunjukkan tahanan Ry
dari kawat titik m ke tiutik n

Persamaan setimbang untuk jembatan memberikan :
Rx + Rnp = R1/R2 (R3+Rmp)

(8)

Dimana Ry = tahanan kawat penghubung dari R 3 ke Rx
Rnp/Rmp = R1/R2
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

28

Rx + (R1/R1+R2)Ry = R1/R2 ( R3 + (R2/R1+R2)Ry)(9)
Rx = (R1/R2)R3

(10)

Persamaan setimbang ini umum yang dikembangkan terhadap jembatan
wheatstone dan dia menunjukkan bahwa efek tahanan kawat penghubung dari titik
m ke n telah dihilangkan dengan menghubungkan galvanometer ke posisi p yang
umumnya dikenal sebagai jembatan kelvin
Jembatan ganda kelvin digunakan sebab rangkaian memiliki pembanding
lengan kedua seperti dalam gambar ini,

Gambar 4 Rangkaian dasar jembatan ganda kelvin

Pasangan lengan kedua yang diberi nama a dan b menghubungkan
galvanometer ke titik p pada potensial yang sesuai antara m dan n dan dia
menghilangkan efek tahanan gandar (yoke) Ry.
Syarat jembatan ganda kelvin : a/b = R1/R2
Galvanometer akan nol bila potensial k = potensial
Ekl = Elmp
Rx = R3 R1/R2

(11)

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

29

Menunjukkan bahwa tahanan gandar tidak mempunyai efek pengukuran
asalkan kedua pasangan lengan-lengan pembanding mempunyai perbandingan
tahanan yang sama.

Gambar 5. Rangakaian jembatan ganda kelvin yang disederhanaan, digunakan pada
pengukuran tahanan yang sangat rendah

4. Uji Simpal Dengan Perangkat Uji Portabel
4.1 Uji Simpal Murray
Uji simpal murray digunakan untuk menemukan kerusakan pada pentanahan
di dalam kabel terbungkus. Konduktor yang rusak dengan panjang l2 dibentuk oleh
kedua konduktor ini dihubungkan ke susunan pengujian dengan seperti pada
gambar dan jembatan disetimbangkan melalui lengan pembanding A yang dapat
diatur.

atau

(12)

RL adalah tahanan total simpal dan Rx adalah tahanan konduktor dari terminal
jembatan lokasi tanah yang rusak. Tahanan kawat sebanding dengan panjang dan
luas penampang konduktor, maka:
(13)

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

30

Gambar 6 Menentukan kerusakan tanah (hubungan singkat) dengan uji simpal Murray

Konduktor balik l2 memiliki panjang dan penampang yang sama denga kawat
yang rusak, l1=l2=l maka:
(14)
l adalah panjang kabel kawat banyak diukur dari terminal jembatan ke titik
ujung.

4.2 Pengujian Simpal Varley

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

31

Gambar .7 Uji simpal Varley, digunakan untuk menemukan tanah,persilangan atau
hubungan tingkat di dalam kabel kawat banyak.

Metode

ini

merupakan

modifikasi

dari

uji

simpal

murray

dengan

menggunakan jembatan Wheatstone, tetapi dengan dua lengan perbandingan yang
tetap A dan B dan sebuah tahanan geser atau lengan standar.
Pada pengukuran perbandingan perkalian dari lengan A dan B dibuat tetap, dan
jembatan dibuat setimbang ke defleksi nol galvanometer oleh tahanan geser dalam
lengan standar. X1 dan X2 yang menyatakan tahanan bagian kabel pada tiap sisi
kawat yang rusak.
dan

(15)

Tahanan sebanding dengan panjang dan luas penampang, jarak ke
kerusakan dapat segera ditentukan dengan menggunakan satu hasil sebagai
pembanding terhadap yang lain.
Pengujian simpal varley yang sederhana namun kurang teliti seperti gambar
b, perbandingan lengan A dan B sama dan rasio perkalian adalah satu, maka:
karena A/B=1, maka

yang selanjutnya mengarah ke lokasi

kerusakan.
5. Jembatan Sheatstone Dengan Pengaman
5.1 Rangkaian Pengaman
Dalam pengukuran, efek lintasan yang bocor biasanya dihilangkan dengan
bentuk rangkaian pengaman. Tanpa rsebuah rangkaian pengaman, arus kebocoran
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

32

It sepanjang permukaan apitan kutub yang terisolasi bergabung dengan arus Ix
melalui komponen yang diukur agar menghasilkan arus total rangkaian yang dapat
jelas kelihatan lebih besar daripada arus peralatan aktual. Sebuah kawat pengaman
yang secara sempurna mengelilingi permukaan kutub terisolasi, menahan arus
kebocoran ini dan mengembalikannya ke batere. Pengaman apitan kutub Rx yang
ditunjukkan oleh lingkaran kecil sekitar terminal,tidak menyentuh satu bagianpun dari
rangkaian jembatan dan dihubungkan langsung ke terminal batere.

Gambar 8 Kawat sederhana pada terminal Rx dari sebuah jembatan Wheatstone
berpengaman menghilangkan kebocoran pemukaan.

Gambar 9 Terminal yang dilindungi mengembalikan arus kebocoran ke batere.

5.2 Tahanan Tiga Terminal
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

33

Tahanan tinggi dihubungkan pada dua kutub isolasi yang terpasang pada
sebyah pelat logam. Kedua terminal utama dari jembatan menurut cara yang biasa.
Terminal ketiga dari tahanan adalah titik bersama dari tahanan R1 dan R2, yang
menyatakan lintasan kebocoran terminal utama sepanjang kutub-kutub isolasi ke
pelat logam atau pengaman. Pengaman dihubungkan ke terminal pengaman pada
panel depan jembatan. Sambungan ini membuat R1 paralel terhadap lengan
pembanding RA, tetapi karena R1 jauh lebih besar dari RA maka efek paralelnya
diabaikan. Dengan cara yang sama, tahanan kebocoran R2 paralel terhadap
galvanometer, tetapi tahanan R2 lebih tinggi dri tahanan galvanometer sehingga efek
yang ada hanya penurunan yang kecil pada sensivitas galvanometer. Lintasan
kebocoran luar dihilangkan dengan menggunakan rangkaian pengaman pada
tahanan tiga terminal.

Gambar 10. Tahanan tiga terminal

5.3 Jembatan Megaohm
Piringan besar di tengah-tengan instrument adalah lenga pembanding
variable RB. Peringan pengali tahanan di sebelah kanan piringan perbandingan
besar menyatakan tahanan standar Re pada diagram rangkaian danmelengkapi
pengalian perbandingan dalam beberapa kelipatan sepuluh. Sumber tegangan dari
10 V sampai 1000 V, sedangkan untuk menghubungkan sebuah generator luar
dibuat ketentuan. Detektor nol adalah sebuah penguat arus searah pada sebuah alat
pencatat keluaran mencakup sensivitas yang diperlukan untuk mendeteksi tegangan
tidak setimbang yang kecil. Titik sambungan dari lengan pembanding RA dan RB
dibuat sebagai terminal pengaman panel depan, yang akan digunakan sewaktu
mengukur tahanan tiga terminal.

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

34

Gambar 11 Tahanan tiga terminal dihubungkan ke jembatan megaohm tegangan tinggi
berpengaman.

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

35

Soal dan Pembahasan
Buku Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Hal 165-167
Pertanyaaan :
1. Keempat lengan dari sebuah jembatan wheatstone mempunyai tahanan 100Ω,
1000Ω, 500Ω dan 50,5Ω ditempatkan berurutan di sekeliling jembatan. Sebuah
galvanometer dengan tahanan dalam 75 Ω dihubungkan dari titik pertemuan
tahanan 100Ω dan 50,5Ω ke titik pertemuan tahanan 1000Ω dan 500Ω. Sebuah
baterai 4 volt dihubungkan kekedua pojok atau simpang jembatan lainnya.
Gunakan teorema thevenin untuk memperoleh (a) Rangkaian pengganti jembatan
di acu terhadap terminal-terminal galvanometer. (b) Arus melalui galvano
2. Lengan-lengan pembanding jembatan Wheatstone pada gambar 1 adalah
R1=1000Ω

dan R2=100Ω, tahanan standar R3=400Ω, yang tidak diketahui

Rx=41Ω. Sebuah batere 1,5V dengan tahanan dalam diabaikan dihubungkan dari
a ke b. Tahanan dalam galvanometer adalah 50Ω dan sensivitas arus adalah
2mm/µA.
(a) Tentukan rangkaian pengganti jembatan yang di acu terhadap terminalterminal galvanometer.
(b) Tentukan defleksi galvanometer yang disebabkan oleh ketidaksetimbangan
rangkian.
3. Ulangi soal 2 dengan mempertukarkan tempat galvanometer dan batere dan
tentukan konfigurasi mana yang lebih sensitive terhadap ketidaksetimbangan.
6. Pada rangkaian jembatan Gambar 1, R1=1000Ω, R2=4000Ω, R3=100Ω dan
R4=100Ω menunjukkan bahwa jembatan tersebut setimbang. Galvanometer
mempunyai tahanan dalam 100Ω dan snsivitas arus 100mm/µA. Tegangan batere
adalah 3V. Tentukan defleksi galvano pada ketidaksetimbangan sebesar 1Ω
dalam lengan tahanan R4.
10.Lengan-lengan pembanding jembatan Kelvin pada gambar 4 masing-masing
adalah 100Ω. Galvanometer mempunyai tahanan dalam 500Ω da sensitivitas arus
200 mm/µA. Tahanan yang tidak dikenal Rx= 0,1002Ω, dan tahanan standar
disetel pada 0,1000Ω. Arus searah sebesar 10 A dilewatkan melalui tahanan
standar dan tahanan yang tidak dikenal melalui sebuah batere 2,2 V seri dengan
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

36

tahanan geser . Tahanan gandar dapat diabaikan. Tentukan (a) Defleksi
galvanometer dalam millimeter; (b) Ketidakseimbagan tahanan yang diperlukan
agar mengahasilkan defleksi galvanometer sebesar 1mm (petunjuk : dalam
perhitungan tegangan dan tahanan thevenin , perkirakan efek lengan-lengan
pembanding dan tahanan geser, dan abaikan suku-suu yang sesuai).
Pembahasan :
1.

a) Eth = EAD – EAB = 4

x

100
100+50,5

=4 x

1000
1000+500

150000-150500
225750

= -8,86 mV

Rangkaian Pengganti Thevenin
Rth = 100 x 50,5
150,5

+

1000 x 500
1500

Rth = 366,86 Ω

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

37

b)

Ig =

Eth

=

-8,86 V

Rth+Rg

(366,88+75)Ω

=

-8,86

V

= -0,02 A

441,88 Ω

2.
a. Rangkaian pengganti jembatan yang di acu terhadap terminal-terminal
A

galvanometer:
R2 100Ω

1000Ω
R1
C
1,5V E
R3
400Ω

D
R4

41Ω

B
1000 A 100Ω
ΩR
R2
1

D

C
R4

R3

400Ω B 41Ω
714,79ΩC
RTH

Ig
Rg

7,6mV ETH

20,8µA
50Ω

D

b. Defleksi galvanometer yang disebabkan oleh ketidaksetimbangan rangkian:

3.
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

38

a. Rangkaian pengganti jembatan yang di acu terhadap terminal-terminal
C

galvanometer:
R3 400Ω

1000
R1
Ω
A
1,5V E
R2
100Ω

B
R4

41Ω

D
B
1000 C 100Ω
ΩR
R2
1
B

A
R4

R3

400Ω D 41Ω
714,79 A
ΩR

Ig

TH

Rg

7,6mV ETH

20,8µA
50Ω

B

b. Defleksi galvanometer yang disebabkan oleh ketidaksetimbangan rangkian:

A
1000
R2 4000
R
Ω dua lebih sensitive terhadap ketidaksetimbangan
Ω
1 nomor
Konfigurasi
soal
D
3V E C
R4
R3
100Ω
401Ω
B
1000 A 4000
ΩR
ΩR
2
1

D

C
R4

R3

6.

100Ω B 401Ω

Defleksi galvano
ketidaksetimbangan sebesar 1Ω dalam lengan tahanan R4
455,37 pada
C
ΩR
0,62m
V

ETH

Ig 11,1µA
STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran
Rg
50Ω

TH

D

39

10.

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

40

a) Eth = 2,2

100
100+0,1

100
100+0,1002

Eth = 0,0022V = 22 mV
Rth =

100 x 0,1

100 x 0,1002

100+0,1

100+ 0,1002

Rth = 0,199
Ig =

Eth
Rth + Rg

Ig = 43,98 µA
Defleksi = 43,98 µA x 200 mm/µA = 8796 mm
b) Ig =

1 mm
200 mm/µA

Ig = 0,005 µA
Ig = Eth / (Rth+Rg)
0,005 = 22mV/ (Rth+500)
0,005 (Rth + 500) = 22
0,005 Rth + 2,5
0,005 Rth
Rth

= 22

= 19,5
= 3900 Ω

STTN-BATAN | Tugas Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

41