PERMASALAHAN PADA ALAT UKUR DAN SOLUSINYA MAKALAH OLEH : RENI NURMIA A241 15 019 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS TADULAKO 2017 i KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmatNYA sehingga makalah ini dapat tersusun hingga selesai . Tidak lupa kami juga mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik materi maupun pikirannya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan malah ini dengan judul “PERMASALAHAN PADA ALAT UKUR DAN SOLUSINYA”. Dan harapan kami semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, Untuk ke depannya dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi. Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman kami, Kami yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini, Oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Palu, Juni 2017 Penyusun ii DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL..................................................................... i KATA PENGANTAR ...................................................................... ii DAFTAR ISI ..................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ................................................................. 1 1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3 Tujuan Penulisan......................................................................... 2 BAB II PEMBAHASAN .................................................................. 3 2.1 Pengertian Alat Ukur. ................................................................. 3 2.2 Pengertian Galvanometer ............................................................ 3 2.3 Solusi Permasalahn ..................................................................... 6 BAB IV PENUTUP .......................................................................... 11 3.1 Kesimpulan ................................................................................. 11 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 12 iii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat pengukur dapat terkena kesalahan peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran dinamakan metrologi. Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai berbagai alat ukur listrik yang digunakan untuk membantu dalam mengidentifikasi/mencari tahu informasi kemampuan kerja suatu alat atau komponen listrik dan juga untuk mencari tahu apakah komponen tersebut masih dapat berfungsi atau tidak. Akan tetapi, tidak semua alat ukur listrik dapat digunakan dalam semua kondisi. Misalkan kita akan mengamati berapa besar hambatan pada resistor, maka alat ukur listrik yang paling tepat digunakan adalah ohmmeter atau multitester. Namun ketika kita akan mengukur arus, tegangan, daya, dan tahanan dalam jumlah yang besar pada alat penghemat listrik, kita tidak dapat menggunakan multitester, ampermeter, ohmmeter, atau voltmeter. Alat ukur adalah sesuatu alat yang berfungsi memberikan batasan nilai atau harga tertentu dari gejala-gejala atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi (William D.C, 1993). Pengukuran merupakan hal yang penting dalam dunia ilmu pengetahuan. Pengukuran-pengukuran tersebut antara lain : pengukuran tinggi dari satu titik ke titik lain, pengukuran waktu dari satu kejadian ke kejadian yang lainnya, pengukuran temperatur/suhu suatu daerah, pengukuran kecepatan dari suatu benda, pengukuran kuat arus, pengukuran tegangan, pengukuran massa ataupun volume dan lain sebagainya. 1 1.2 Rumusan Masalah Dari uraian di atas rumusan masalah dalam makalah ini yaitu “Bagaimana cara mengukur kuat arus dan tegangan yang bernilai tinggi menggunakan galvanometer?” Sedangkan galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakn untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil. 1.3 Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penulisan makalah ini yaitu untuk menetahui bagaimana cara mengukur kuat arus dan tegangan yang bernilai tinggi menggunakan galvanometer. 2 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Alat Ukur Alat ukur ( measuring tool ) adalah alat yang digunakan untuk mengetahui besaran baik itu besaran ukuruan dimensi dan kondisi suatu fisik suatu komponen.Alat ukur dipergunakan untuk mengukur secara presisi,yang diperlukan dalam melakukan pekerjaan pemeliharaan dan perbaikan otomotof khusunya dan peralatan teknik atau pekerjaan logam lainnya. Alat ukur yang banyak dipergunakan di dalam otomotif dpat digolongkan menjadi 3 kategori yaitu sebagai berikut. Alat ukur mekanis Aukur pneumatic Alat ukur elektris/elektronik Hal-hal yang yang harus diperhatikan dalam menggunakan alat-alat ukur untuk pemeliharaan dan perbaikan otomotif,mengingat pengukuran yang harus dilakukan menuntut kepresisian yang tinggi adalah sebagai berikut : Mempelajari cara pemakaiannya dengan seksama,karena jika tidak maka pembacaannya salah. Benda yang diukur harus bersih dari debu,minyak pelumas dan sebagainya. Perhatikan suhu benda yang diukur,harus dalam keadaan normal,usahakan suhu benda diukur dengan alat ukur harus sama. 2.2 Pengertian Galvanometer Istilah galvanometer diambil dari seorang yang bernama Luivi Galvani. Penggunaan galvanometer yang pertama kali dilaporkan oleh Johann Schweigger dari Universitas Halle di Nurremberg pada 18 september 1820. Andre-Marie Ampere 3 adalah seorang yang memberi kontribusi dalam mengembangkan galvanometer. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk penunjuk analog arus searah, dimana arus yang diukur merupakan arus-arus kecil misalnya yang diperoleh pada pengukuran fluks magnet. Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karena komponen-komponen internalnya yang tidak mendukung . Gambar dibawah ini memperlihatkan bahwa galvanometer hanya dapat mengukur arus maupun tegangan yang relative rendah. Tegangan yang diukur sekitar 1 volt 4 Cara kerja galvanometer, yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya Lorents sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang saling berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuk silinder membentuk statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutub-kutub sebuah magnet hermanen. Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui pegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan. Maka sisi kumparan yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya Lorente yang sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebebkan kumparan berputar. Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah jarum untuk menunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan besar arus listrik yang diukur. Dalam dunia kelistrikan, Galvanometer sejenis dengan SGammeter / amperemeter dan merupakan suatu alat yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus yang melalui suatu cabang. Kebanyakan galvanometer menggunakan prinsip momen yang berlaku pada kumparan di dalam medan magnet. Galvanometer akan menghasilkan perputaran jarum penunjuk sebagai hasil dari arus listrik yang mengalir melalui lilitannya. Pada mulanya bentuk galvanometer seperti alat yang dipakai Oerstedyaitu jarum kompas yang diletakkan dibawah kawat yang dialiri arus yang akan diukur. Kawat dan jarum diantara keduanya mengarah utara-selatan apabila tidak ada arus di dalam kawat. Akibat adanya arus listrik yang mengalir melalui kawat akan tercipta medan magnet sehingga arah jarum magnet di dekat kawat akan bergeser arah jarum magnetnya. Kepekaan galvanometer semacam ini bertambah apabila kawat itu dililitkan menjadi kumparan dalam bidang vertical dengan jarum kompas ditengahnya. Dan instrument semacam ini dibuat oleh Lord Kelvin pada tahun 1890, yang tingkat kepekaanya jarang sekali dilampaui oleh alat-alat yang ada pada saat ini. Galvanometer selalu berorientasi sehingga letak kumparan selalu paralel dengan garis magnetik meridian lokal, yang tak lain adalah komponen horisontal BH 5 dari medan magnetik bumi. Saat arus mengalir melalui kumparan galvanometer, medan magnet lain (B) tercipta dan posisinya tegak lurus dengan kumparan. Kekuatan medan magnetnya dirumuskan sebagai: 2.3 Solusi Permasalahan Seperti yang kita ketahui bahwasanya galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat arus dan tegangan listrik yang relative besar. Galvanometer hanya dapat mengukur kuat arus dan tegangan yang relative kecil. Namun pada makalah ini saya menawarkan solusi cara menggunakan galvanometer untuk mengukur kuat arus dan tengan listrik yang cukup besar, Galvanometer adalah alat ukur listrik yang bisa berfungsi sebagai voltmeter maupum ampermeter. Galvanometer bisa berfungsi sebagai voltmeter jika dipasang hambatan R secara seri dengannya. Galvanometer ini juga bisa berfungsi sebagai ampermeter jika dipasang hambatan R paralel dengannya. Adapun tujuan pemasangan hambatan ini adalah untuk meningkatkan batas ukur galvanometer itu sendiri agar dapat digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial yang lebih tinggi dari nilai standarnya. 2.3.1 Merangcang galvanometer menjadi Amperemeter Amperemeter disusun dari sebuah galvanometer dan satu atau lebih resistoryang disebut resistor shunt. Agar amperemeter dapat digunakan untuk mengukur kuat arus yang besar, sebuah resistor shunt (Rsh) dipasang paralel dengan galvanometer. Dengan demikian, sebuah amperemeter disusun oleh sebuah galvanometer dan resistor shunt seperti dibawah ini. 6 Jumlah perbandingan Dengan ; Rsh = hambatan resistot shunt RG = hambatan kawat kumparan galvanometer 7 n = pembesaran amperemeter Hambatan kawat kumparan galvanometer yang disusun paralel dengan hambatan resistor shunt dapat digantikan oleh sebuah hambatan pengganti (RA). Besar hambatan pengganti tersebut sebagai berikut. Dengan RA : hambatan dalam amperemeter Ketika digunakan untuk mengukur kuat arus yang mengalir pada suatu rangkaian, amperemeter harus dirangkai seri terhadap rangkaian. Perhatikan gambardi samping. Sebuah amperemeter digunakan untuk mengukur besar arus yang melalui sebuah rangkaian yang memiliki hambatan R. Besar hambatan totalnya sebagai berikut. Rtotal = RA + R Dengan Rtotal : hambatan total rangkaian. 2.1 Merangcang galvanometer menjadi Voltmeter Sebuah voltmeter disusun oleh sebuah galvanometer dan sebuah resistor seri. Agar voltmeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan yang besar, sebuah resistor seri (Rs) dipasang seri dengan galvanometer. 8 Vs : VG = Rs : RG Jumlah perbandingan = Rs + RG Jumlah tegangan Vs + VG = V Jadi, Rs : (n-1) RG Dengan Rs : hambatan resistor seri RG : hambatan galvanometer n : perbesaran voltmeter Hambatan kawat kumparan galvanometer yang disusun seri dengan hambatan seri dapat digantikan oleh sebuah hambatan pengganti (RJ. Hambatan pengganti tersebut disebut hambatan dalam voltmeter yang besarnya sebagai berikut. 9 Rv = Rs + RG Dengan Rv = hambatan dalam voltmeter Untuk mengukur tegangan pada suatu rangkaian, voltmeter harus dirangkai paralel terhadap rangkaian, Dengan demikian, hambatan total rangkaian sebagai berikut. 10 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Adapaun kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini yaitu galvanometer hanya dapat mengukur kuat arus dan tegangan listrik yang selatif kecil, namun sebenarnya galvanometer juga dapat mengukur kuat arus dan tegangan yang cukup besar dengan merancang galvanometer menjadi amperemeter dan voltmeter. Galvanometer bisa berfungsi sebagai voltmeter jika dipasang hambatan R secara seri dengannya. Galvanometer ini juga bisa berfungsi sebagai ampermeter jika dipasang hambatan R paralel dengannya. 11 DAFTAR PUSTAKA Anonim. (2009). Contoh Masalah dan Penyelesaiannya, (Online). Tersedia: http:// www. mediabali.net/listrik_dinamis/contoh_masalah_dan-penyelsaiannya. Html. [ 15 Juni 2017]. Anonim. (2016). Amperemeter dan Galvanometer, Pengertian Desain Rumus dan Soal, [online]. Tersedia: http://www.pelajaran.co.id/2016/11/amperemeterdan-volmeter-pengertian-desain-rumus-dan-contoh-soal-html. [15 Juni 2017] Kurniawan, R. (2014). Ohmmeter dan Galvanometer, [Online]. Tersedia: http://rahMat-kurniawan.blogspot.co.id/2014/01/ohmmeter-dan-galvanometer.html. [15 juni 2017]. 12
