Amperemeter Dan Voltmeter DC

Amperemeter dan Voltmeter DC adalah alat ukur arus dan tegangan listrik DC. Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik, dan voltmeter untuk mengukur beda potensial atau tegangan.

Bagian Utama Amperemeter Dan Voltmeter DC

Bagian terpenting amperemeter atau voltmeter adalah galvanometer, yang berupa jarum penunjuk pada suatu skala tertentu.

Gambar diatas menunjukkan sebuah galvanometer yang bekerja dengan prinsip gaya antara medan magnet dan kumparan pembawa arus. Penyimpangan jarum galvanometer sebanding dengan arus yang melewatinya. Sensitivitas arus skala-penuh, I_m, dari sebuah galvanometer merupakan arus yang dibutuhkan agar jarum menyimpang dengan skala penuh. Bila sensitivitas I_m adalah 50 mA, maka untuk arus 50 mA akan menyebabkan jarum bergerak ke ujung skala, sedangkan arus 25 mA akan menyebabkan jarum menyimpang setengah skala penuh. Jika tidak ada arus, jarum seharusnya berada di angka nol dan biasanya ada tombol pemutar untuk mengatur skala titik nol ini.

Galvanometer Pada Amperemeter Dan Voltmeter DC

Galvanometer dapat digunakan secara langsung untuk mengukur arus DC yang kecil. Contohnya, galvanometer dengan sensitivitas Im 50 mA dapat mengukur arus dari 1 mA sampai dengan 50 mA. Untuk mengukur arus yang lebih besar, sebuah resistor dipasang paralel dengan galvanometer.

Galvanometer Pada Amperemeter

Amperemeter yang terdiri dari galvanometer yang dipasang paralel dengan resistor disebut resistor shunt (“shunt” adalah persamaan kata “paralel dengan”). Penyusunan resistor shunt tampak seperti pada gambar berikut.

Amperemeter dirangkai paralel dengan resistor shunt

Hambatan shunt adalah R, dan hambatan kumparan galvanometer (yang membawa arus) adalah r. Nilai R dipilih menurut penyimpangan skala penuh yang diinginkan dan biasanya sangat kecil, mengakibatkan hambatan dalam amperemeter sangat kecil pula.

Galvanometer Pada Voltmeter

Voltmeter juga terdiri dari galvanometer dan resistor. Resistor R yang dihubungkan seri dan biasanya besar, gambar dibawah, mengakibatkan voltmeter mempunyai hambatan dalam yang besar.

Resistor R yang dihubung seri

Sebagai contoh, dengan menggunakan galvanometer yang hambatan dalamnya r = 30 Ω dan sensitivitas arus skala penuh sebesar 50 mA. Kemudian dengan merancang suatu voltmeter yang membaca dari 0 sampai dengan 15 V, apakah skala ini linier? Bila ada beda potensial 15 V di antara kutub-kutub voltmeter, kita menginginkan arus 50 mA mengalir melaluinya agar dihasilkan simpangan skala penuh. Dari Hukum Ohm kita dapatkan:

15 V = (50 μA )(r + R)

maka:

R =

R = 300 kΩ – 30 Ω ≈ 300 kΩ

Bila kita perhatikan bahwa r = 30 Ω sangat kecil jika dibandingkan dengan nilai R ≈ 300 k Ω , sehingga tidak memengaruhi perhitungan secara signifikan. Skala akan kembali linier jika tegangan yang akan diukur sebesar 6,0 V, arus yang melalui voltmeter akan sebesar:

I =

I = 2,0 × 10^-5A

I = 20 μA

Ini akan menghasilkan dua per lima simpangan skala penuh, sebanding dengan nilai tegangan: .

Voltmeter juga dapat dirangkai paralel dengan elemen rangkaian yang tegangannya akan diukur. Voltmeter digunakan untuk mengukur beda potensial antara dua titik dan kedua ujung kawatnya (kawat penghubung) dihubungkan ke dua titik tersebut. Makin besar hambatan dalamnya r, maka makin kecil pengaruhnya terhadap rangkaian yang diukur.

Voltmeter dan amperemeter mempunyai beberapa resistor seri atau shunt untuk memberikan suatu jangkauan (range) pilihan. Multimeter merupakan alat multiukur, dapat dipakai sebagai pengukur beda potensial, kuat arus listrik, maupun hambatan. Alat ini juga disebut AVOmeter (AVO = Amperemeter, Voltmeter, dan Ohmmeter).

Sensitivitas multimeter biasanya ditunjukkan pada tampilannya dan dinyatakan dalam ohm per volt (Ω /V). Skala ini yang menunjukkan ada berapa ohm hambatan pada meter per volt pembacaan skala penuh. Contohnya, jika sensitivitas multimeter 30.000 Ω /V, berarti pada skala 10 V memiliki hambatan 300.000 Ω . Sensitivitas arus skala penuh, I_m, merupakan kebalikan sensitivitas dalam Ω /V ( Ω /V = A^-1). Misalnya, multimeter dengan sensitivitas 30.000 Ω /V menghasilkan simpangan skala penuh pada 1,0 V di mana 30.000 Ω dirangkai seri dengan galvanometer. Ini berarti sensitivitas arus adalah:

I_m =

I_m = 33 μA.