Instrumen Penunjuk Arus Searah Galvanometer II 2021 Outline • Jenis Galvanometer • Mekanisme Kumparan – kumparan Magnet Permanen • Kompensasi Temperatur Jenis Galvanometer • Galvanometer Balistik Untuk mengukur fluksi maknit digunakan galvanometer balistik, dimana galvanometer ini bekerja menggunakan prinsip d’ Arsonval dan dirancang khusus untuk pemakaian selama 20 – 30 sekon dengan kepekaan tinggi. Pada pengukuran balistik ini, kumparan menerima suatu impuls arus sesaat, mengakibatkan kumparan berayun ke satu sisi dan kemudian kembali berhenti dalam gerakan berosilasi. Galvanometer Balistik Galvanometer Balistik Jika impuls arus berlangsung singkat, maka defleksi mula-mula dari posisi berhenti berbanding lurus dengan kuantitas pengosongan muatan listrik melalui kumparan. Nilai relatif impuls arus yang diukur dalam defleksi sudut mula-mula dari kumparan adalah : Q=Kθ Dimana: Q = muatan listrik ( coulomb ) K = kepekaan galvanometer ( coulomb / radian defleksi ) θ = defleksi sudut kumparan ( radian ) Galvanometer Suspensi Galvanometer suspensi adalah jenis alat ukur yang merupakan cikal bakal atau dasar dari alat-alat ukur arus searah yang menggunakan kumparan gerak (moving coil) bagi sebagian besar alat-alat ukur arus searah yang digunakan hingga saat ini. Konstruksi dan prinsip kerjanya adalah sebagai berikut sebuah kumparan dari kawat halus digantungkan di dalam sebuah medan magnet permanen. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kumparan putar akan berputar di dalam medan magnet. Galvanometer Suspensi Defleksi Dalam Keadaan Mantap (Steady State Deflection) • Prinsip kerja galvanometer suspensi diterapkan sama terhadap jenis instrumen yang lebih baru, yaitu mekanisme kumparan putar maknet permanen ( PMMC : permanent magnet moving coil ), dan konstruksi PMMC dan bagian-bagiannya ditunjukkan pada gambar dibawah ini . Defleksi Dalam Keadaan Mantap (Steady State Deflection) Jika arus mengalir di dalam kumparan, akan timbul torsi elektromaknetik yang menyebabkan berputarnya kumparan, dan torsi ini akan diimbangi torsi mekanis dari pegas-pegas pengatur yang diikat pada kumparan. Kesetimbangan torsi-torsi dan posisi sudut kumparan putar, dinyatakan oleh jarum penunjuk terhadap referensi tertentu, yang disebut skala. Menurut hukum dasar eletromaknetik , persamaan untuk torsi adalah : dimana : T = torsi dalam Newton-meter ( N-m ) B = kerapatan fluksi didalam celah udara ( Wb / m2 ) A = luas efektif kumparan ( m2 ) I = arus dalam kumparan putar ( Amper, A ) N = jumlah lilitan kumparan Mekanisme Kumparan Putar Magnet Permanen GERAK d’ARSONVAL (d’ARSONVAL MOVEMENT) Gerakan dasar kumparan putaran maknet permanen yang ditunjukan pada gambar di bagian defleksi galvanometer, sering disebut dengan gerak d’Arsonval. Instrumen memiliki kebutuhan daya sangat rendah dan arus kecil untuk defleksi skala penuh. Kompensasi Temperatur Pengaruh temperatur pada gerak dasar PMMC bisa dikompensasi dengan menggunakan tahanan shunt dan seri yang sesuai (tembaga dan manganin) dan juga kenaikan temperatur dapat mengakibatkan berkurangnya kuat medan dan regangan pegas. Kompensasi Temperatur Alat ukur yang tidak terkompensasi cenderung menghasilkan pembacahan rendah sekitar 0,2 % setiap kenaikan temperatur 100 C. Kompensasi dapat dilakukan dengan menggunakan tahanan yang dilengkapi koreksi suhu ( swamping resistor ) yang dihubungkan seri dengan kumparan putar ( gambar a ).Tahanan total kumparan dan tahanan swamping bertambah dengan kenaikan temperatur, akan tetapi tidak menyebabkan perubahan pada pegas dan magnet.
