Pertemuan 2

Pengukuran Besaran Listrik (TC22082) Pertemuan 2
INSTRUMEN ELEKTROMEKANIS
PMMC (Permanent Magnet Moving Coil)
Instrumen PMMC terdiri atas koil tembaga yang sangat ringan yang
berada dalam medan magnet tetap (permanent magnet). Arus yang mengalir
dalam koil menimbulkan medan magnet yang akan berinteraksi dengan medan
magnet dari magnet tetap, sehingga akan menghasilkan rotasi pada koil. Sebuah
jarum penunjuk (pointer) yang dihubungkan dengan koil akan membuat
simpangan pada skala dan menunjuk level arus yang setara dengan arus yang
mengalir pada koil.
Instrumen PMMC dan medan magnetik di dalamnya

Galvanometer
Instrumen PMMC dan pointer
Galvanometer pada dasarnya adalah instrument PMMC yang didesain
sedemikian rupa sehingga sangat sensitif terhadap arus yang sangat rendah.
Berikut adalah galvanometer yg paling sederhana, jarum penunjuk dapat
bergerak ke kanan atau ke kiri bergantung arah arus yang mengalir pada koil.
Skala yang digunakan dapat dikalibrasi dalam mikroamper atau skala millimeter.
Jika dalam skala millimeter, maka sensitivitas arus dari galvanometer
biasanya dinyatakan dalam μA/mm.
Sensitivitas tegangan dari galvanometer biasanya dinyatakan dalam
μV/mm dan diekspresikan untuk sebuah nilai resistansi redaman kritis tertentu.
Galvanometer juga sering dispesifikasikan dengan sensitivitas megaohm, yaitu
nilai sebuah resistansi yang harus dihubungkan secara seri dengan
galvanometer tsb untuk mencegah terjadinya simpangan 1 skala jika tegangan 1
V dihubungkan dengan terminal-terminalnya.

Contoh:
Instrumen PMMC dan penunjuk skala arus
Sebuah galvanometer mpy sensitivitas arus 1 μA/mm dan nilai resistansi
redaman kritis 1 kΩ. Hitunglah:
a. sensivitas tegangan
b. sensitivitas megaohm
Galvanometer sering digunakan untuk mendeteksi arus atau tegangan nol
dalam sebuah rangkaian (bukan untuk mengukur arus atau tegangan actual).
Dalam hal ini, instrument galvanometer disebut null meter atau null detector
(detector nol). Peralatan dgn penggunaan spt ini hrs diproteksi dari arus berlebih
yg mungkin mengalir (saat tegangan tidak mendekati nol di antara terminalnya).
Proteksi dapat dilakukan dgn cara memasang resistansi variabel secara paralel
terhadap galvanometer, spt gambar berikut.

Ammeter DC
• Rangkaian Ammeter
Null meter atau null detector
Proteksi galvanometer dari arus berlebih
- selalu dirangkai seri dengan rangkaian yang akan diukur arusnya
- harus mempunyai resistansi yang jauh lebih rendah daripada
resistansi rangkaian yang akan diukur arusnya
- instrument PMMC pd dasarnya adalah sebuah ammeter
- agar mampu mengukur arus yang besar, galvanometer harus diparalel
dengan sebuah resistansi yang sangat kecil, yang rangkaian
ekivalennya adalah sbb.

Instrumen PMMC sebagai ammeter dc
Rm adalah resistansi koil galvanometer, Rs adalah resistansi parallel, Im
adalah arus yang melewati galvanometer, dan Is adalah arus yang melewati
rangkaian parallel.
Contoh:
Sebuah ammeter mempunyai instrumen PMMC dengan resistansi koil Rm =
99 Ω dan arus FSD (Full Scale Deflection) sebesar 0,1 mA. Resistansi
parallel yang digunakan adalah Rs = 1Ω. Tentukan arus total yang melewati
ammeter pada:
a. FSD
b. 0,5 FSD
c. 0,25 FSD
• Ammeter Multirange
Resistansi paralel Rs dapat ditentukan sedemikian untuk membuat instrumen
PMMC dapat mengukur level arus yg lbh besar (memiliki jangkauan
pengukuran yg beragam atau multirange). Rangkaian ammeter multirange
ditunjukkan pada gambar berikut.

Atau menggunakan ayrton shunt dengan rangkaian sbb.
Atau

Contoh:
Sebuah instrumen PMMC mempunyai FSD 100 μA dan resistansi koil
sebesar 1 kΩ. Tentukan besarnya resistansi paralel yg diperlukan utk
mengubah instrumen tsb menjadi ammeter dgn FSD 100 mA.
Voltmeter DC
• Rangkaian Voltmeter
- selalu dirangkai paralel dengan rangkaian yang akan diukur
tegangannya
- harus mempunyai resistansi yang sangat besar, jika resistansi terlalu
rendah maka akan terjadi apa yang disebut voltmeter loading effect
- Sebuah galvanometer dapat dikalibrasi agar dapat digunakan sebagai
penunjuk tegangan. Untuk memperbesar jangkauan pengukuran maka
dapat ditambahkan resistansi seri yang juga sering disebut resistansi
pengali (multiplier resistance). Perhatikan gambar berikut.

Contoh
Instrumen PMMC sbg voltmeter dc
Sebuah instrument PMMC dengan FSD 100 μA dan resistansi koil 1 kΩ akan
diubah menjadi voltmeter. Tentukan besarnya resistansi pengali jika voltmeter
harus dapat mengukur tegangan 50 V pada FSD.
Sebuah voltmeter dengan Rs = 499 kΩ dan Rm = 1kΩ serta menunjuk 50V
pada skala penuh, maka sesitivitas voltmeter tsb adalah:
Rs + Rm
499 + 1
= = 10 kΩ
/ V
tegangan pada FSD 50
• Voltmeter Multirange
Rangkaian voltmeter multirange ditunjukkan pada dua gambar berikut.

Atau
Contoh
Sebuah instrument PMMC dengan FSD = 50 μA dan Rm = 1700 Ω akan
digunakan sebagai voltmeter dengan jangkauan 10 V, 50 V, dan 100 V.
Hitunglah besarnya resistor pengali yang harus digunakan jika digunakan
rangkaian yang pertama (pada voltmeter multirange).