BAB 2 METERUPAYA 2.0 Pengenalan Meter upaya adalah suatu ...

Perlindungan GalvanometerBerlainan dengan tetimbang wheatstone, Galvanometer disambung sesiri dengan sel piawaidi dalam potentiometer. Jika arus yang besar mengalir melalui sel piawai (terjadi bilakutub bateri salah) galvanometer ini akan rosak. Dengan ini satu perintang sesiri yang tingginilainya dipanggil perintang perlindungan disambung untuk melindungi galvanometer dansel piawai. Dengan menggunakan potentiometer untuk mengukur voltan, beberapa perkaraperlu diberi perhatian :a. Tentukan polariti mestilah betul .b. Galvanometer mesti dilindungi dengan rintangan siri yang tinggi supaya tidakterdedah pada arus yang tinggi.2.2 Meter Upaya jenis dial dua julatPotentiometer jenis dail julat tunggal atau dikenali juga sebagai jenis dua dail merupakanvariasi dari meterupaya jenis dawai gelangsar. Meter upaya jenis ini adalah lebih praktikalberbanding dengan jenis dawai gelangsar asas kerana :a) Ianya dapat mengurangkan saiz alatan fizikal meterb) Bacaan boleh diambil lebih cepatc) Bacaan yang diperolehi adalah lebih tepat (kerana nilai bacaan boleh diambil teruskedudukan jarum penunjuk pada kedua-dua dail.)Bentuk fizikal meter upaya jenis ini adalah mirip dengan jenis dawai gelangsar. Perbezaanyang ketara ialah pada susunan dawai gelangsar dan perintang yang telah di bentuk seakanakanbeberapa bulatan yang mana dapat disusun semula bagi menjimatkan ruang ‘casing’meterupaya tersebut. Rajah 2.2 menunjukkan gambarajah binaan litar bagi meter upaya jenisdail dua julat yang asas.Rajah 2.2 : Litar binaan meter upaya dail julat tunggal

a) Julat pengukuranJumlah rintangan ,R T = R dail utama + R dawai gelongsor= (10 X 20 ) + 10 = 210 Oleh itu, julat pengukuran , V max = I kerja X R T= 10 mA X 210 = 2.1 Vb) Nilai pelarasan reostatKotak VoltV reo = Bateri kerja V max= 6 V 2.1 V= 3.9 VOleh itu , nilai pelarasan reostat R reo= V reo / I kerja= 3.9 V/ 10 mA= 390 Sebuah meter upaya biasanya hanya boleh mengukur voltan yang bernilai 0 hingga 2.0 Vsahaja. Untuk mengukur voltan yang lebih tinggi nilainya, suatu alatan yang dipanggil‘kotak volt ‘ digunakan. Kotak volt ini berfungsi sebagai pembahagi voltan bagi tujuanmenambahkan julat pengukuran meter upaya yang di gunakan. Rajah 2.3 merupakan litarskimetik bagi kotak volt.Prinsip Kerja kotak voltRajah 2.3: Litar skematik kotak voltVoltan yang hendak di ukur disambungkan pada punca talian dan julat yang sesuai dipilihdengan melaraskan suis pemutar ‘rotary’. Nilai rintangan yang diletakkan pada julat-julattersebut adalah supaya keluaran daripada kotak volt tidak melebihi julat pengukuran meterupaya.Mereka bentuk kotak voltApabila mereka bentuk kotak volt, setiap komponen dalam kotak volt tersebut hendaklahdikenalpasti, seperti contoh pengiraan di bawah.

Contoh:Rekakan satu kotak volt yang mempunyai rintangan 30 ohm/volt dengan julat-julat 5 V , 10V , 50 V , 100 V. Kotak volt ini adalah untuk digunakan dengan meter upaya yang berjulat1.8 V.Kotak PirauR 1 = 1.8 V X 30 /V = 54 V R2 = 5 V – 1.8 V = 3.2 VR 2 = 3.2 V X 30 /V = 96 V R3 = 10 V – 5 V = 5 VR 3 = 5 V X 30 /V = 150 V R4 = 50 V – 10 V = 40 VR 4 = 40 V X 30 /V = 1200 V R5 = 100V – 50 V = 50 VR 5 = 50 V X 30 /V = 1500 Arus yang melalui meter upaya biasanya adalah terhad kepada nilai voltan maksima meterupaya tersebut. Oleh kerana nilai voltan maksima ini adalah kecil ( contoh nya : 2 V ) makanilai arus yang boleh melalui meter upaya juga adalah kecil.Kotak pirau ialah satu alatan yang digunakan untuk bertindak sebagai penyusut voltan bagitujuan mengecilkan arus yang akan melalui meter upaya . Kotak pirau ini biasanya akandigunakan bersama-sama meter upaya dalam proses penetukuran meter ampiar. Rajah 2.4merupakan litar skimetik bagi kotak pirau.

Rajah 2.4 : Litar skimatik kotak pirauPrinsip Kerja kotak pirauArus yang hendak di ukur dialirkan melalui punca ‘talian’ . Rintangan yang diletakkan padajulat yang terpilih akan menyebabkan susutan voltan berlaku dan mengurangkan(mengecilkan) arus yang melalui meter upaya.Penentukuran meter ampiarRajah 2.5 merupakan litar binaan bagi penentukuran meter upaya.Atur cara penentukuran meter ampiarRajah 2.5 : Litar binaan penentukuran meter ampiara. Meter upaya digunakan beserta dengan kotak pirau.b. Kotak pirau disambung bersiri dengan meter upaya dan arus yang melalui kotakpirau di kira.c. Bezaan nilai bacaan meter ampiar dan nilai bacaan meter upaya dicatatkan .d. Pembetulan dibuat pada meter ampiar berdasarkan bacaan yang betul padameter upaya.

Latihan:1. Lakarkan litar potentiometer asas dan terangkan cara ia ditentukurkan.2. Nyatakan dua perkara yang perlu diberi perhatian sebelum menggunakangalvanometer.3. Suatu meter upaya asas jenis dawai gelangsar menggunakan bateri kerja yang bernilai6.0V. Panjang dawai gelangsar yang digunakan ialah 200 cm dan rintangankeseluruhan ialah 450 ohm. Voltan piawai di dalam litar meter upaya ialah 1.017 Vdan sesentuh berada pada skala 101.7 cm pada dawai gelangsar semasa seimbang.Kirakan :a. Arus kerjab. Julat pengukuran meter upayac. Nilai pelarasan reostat4. Terangkan penggunaan perintang perlindungan di dalam litar meterupaya dawaigelongsor asas.5. Senaraikan lima kegunaan meter upaya .6. Suatu meter upaya dawai gelangsar asas menggunakan dawai pengalir sepanjang 150cm dan rintangan keseluruhannya 300 ohm.Bateri kerja yang digunakan bernial 4Vmanakala sel piawainya bernilai 1.015V . Semasa penentukuran dilakukan sesentuhdisetkan pada skil 101.5 cm pada dawai gelangsar. Kirakan,a. Arus kerjab. Julat pengukuran meter upayac. Nilai pelarasan reostat7. Dengan bantuan gambarajah , terangkan penggunaan meter upaya untuk penentukuranmeter volt.8. Terangkan kenapa kotak volt digunakan beserta dengan meter upaya semasa prosespenentukuran meter volt.9. Rekakan satu kotak pirau dengan julat 5V , 10V , 25V dan 50V yang hendak digunakandengan meter upaya yang berjulat 1.7 V. Rintangan per volt bagi alatan ini ialah 40/V.10. Senaraikan cara/kaedah bagi menentukur meter ampiar dengan menggunakan meterupaya.Lakarkan litar binaan meter upaya jenis dail julat tunggal dan terangkan cara iaditentukurkan .12. Semasa penentukuran dibuat pada meter upaya dail julat tunggal, nilai sel piawai yangdigunakan ialah 1.016 V. Terangkan kedudukan jarum penunjuk pada kedua-dua dailmeter upaya tersebut sekiranya meter upaya tersebut mengandungi 15 peringkat

perintang dail utama 10 ohm yang setiap satu mewakili 0.2V dan dail dawai gelongsorterbahagi kepada 100 bahagian..13. Suatu meter upaya jenis dail julat tunggal mempunyai 30 peringkat perintang dailutama 5 ohm. Setiap peringkat perintang mewakili 0.2 V. Nilai bateri kerja ialah 7 Vdan dail dawai gelongsor boleh di sadap sebanyak 100 bahagian. Kirakana. Arus kerjab. Julat Pengukuran meter upayac. Nilai pelarasan reostatJawapan.9. R1 = 68 R2 = 132 R3 = 200 R4 = 600 12. Jarum penunjuk dail utama pada bahagian ke 5Jarum penunjuk dail dawai gelongsor pada bahagian ke 8.13. a. Arus kerja = 40 mAb. Julat pengukuran meter upaya = 6.2 Vc. Nilai pelarasan reostat = 20 ohm