Alat UKur

Tugas: pahami hal-hal berikut, lalu tuliskan pemahamanmu!

a.       Alat ukur induksi

b.      Alat ukur berdasarkan efek panas/ thermokopel

c.       Harga rms, harga efektif, & harga rata2 suatu tegangan/arus AC

Jawaban:

a.       Alat ukur induksi

1.      Bila suatu piringan yang terbuat dari bahan penghantar non feromagnetik seperti alumunium atau tembaga ditempatkan dalam medan magnet arus bolak-balik, maka akan dibangkitkan arus pusar pd piringan tsb.

2.      Arus pusar dan medan magnet dari arus bolak-balik akan menimbulkan interaksi dan menghasilkan torsi gerak pada piringan.  

3.      Bila didalam medan magnet dengan garis gaya magnet arah yang berputar, dipasang sebuah tromol yang berbentuk silinder, tromol tersebut akan turut berputar menurut arah putaran garis-garis gaya magnet tadi, ini dinamakan alat ukur medan putar atau alat ukur induksi, bisa juga disebut alat ukur Ferraris

Prinsip sistem Ferraris digunakan pada alat ukur energi (kWh meter) arus bolak-balik.

Gambar diatas menunjukan arah Ф1dan Ф2 dalam ruangan  A, B, C, D. Kedua medan itu dilukiskan sebagai vektor  Ф1 dan Ф2 pada suatu periode penuh. Medan magnet total mempunyai arah yang berputar pada poros (a) dengan kecepatan sama dengan arus bolak balik. Dinding tromol aluminium terpotong oleh garis gaya dari medan putar shg dlm tromol terbangkit tegangan dan arus induksi atau arus pusar.

Menurut  hukum LENZ aliran induksi dengan arah sedemikian rupa, sehingga selalu melawan penyebabnya. Karena induksi itu dibangkitkan oleh pemotong garis-garis gaya yang berputar, maka tromol aluminium akan berputar dengan arah yang sama dengan arah putaran garis-garis gaya tsb.

Pada alat ukur jarum putaran tromol, gerakan jarum ditahan oleh pegas spiral pada sumbunya, sehingga putarannya pada jarak tertentu sesuai dengan batas garis skalanya.

Oleh karena sistem induksi ini bekerja dengan medan putar yang dibangkitkan oleh arus bolak-balik, maka jika tanpa alat bantu atau alat tambahan lainnya alat ukur ini hanya dapat dipergunakan pada sumber arus bolak-balik saja.

b.      Alat ukur berdasarkan efek panas/ thermokopel

Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Hubungan antara perbedaan suhu dengan tegangan yang dihasilkan termokopel bukan merupakan fungsi linier melainkan fungsi interpolasi polinomial

Dalam elektronika aplikasi dalam sebuah pengukuran berdasarkan efek panas / thermokopel adalah prinsip kawat panas.

Jika sepotong kawat logam dialiri arus listrik yg cukup besar, kawat tsb akan menjadi panas, oleh sebab itu akan memuai ( menjadi lebih panjang ). Pemuaian tadi dipakai untuk menggerakan jarum petunjuk. Pada gambar berikut terlihat sepotong kawat logam campuran dari logam platina dan iridium yg direntangkan pd  A – B, pd waktu tiada arus          ( I = 0 ) jarum petunjuk tepat ditengah tengah angka 0 .

Jika kita alirkan arus searah dari A – B sehingga kawat A – B menjadi memuai dan lebih panjang, ternyata tidak menunjuk 0, tetapi menyimpang kearah kanan ( sesuai gb ) .

Hal ini disebabkan karena kawat A – B menjadi lebih panjang dan ditarik oleh pegas sehingga memutar poros jarum. Baik arus searah tsb mengalir dari A – B maupun dari B – A jarum tetap menyimpang kearah kekanan .

Kesimpulan : prinsip ini dapat dipakai untuk arus searah/ bolak balik

c.       Harga rms, harga efektif, & harga rata2 suatu tegangan/arus AC

Harga RMS

Harga RMS ( root mean square ) adalah nilai akar-akar kuadrat dari suatu besaran yang berubah sebagai fungsi waktu selama suatu interval waktu T. dengan kata lain, nilai rata-rata kuadrat suatu fungsi f(t) adalah

F² ( t,T) = f²(T) d (T)

jelas bahwa hasilnya berubah sebagai fungsi _t dan T. nilai ini baru mempunyai arti jika gelombangnya periodic dan interval T sama dengan periode gelombangnya. Maka definisi nilai RMS sebagai berikut.

F =

Harga Efektif

Harga efektif atau nilai efektif adalah arus yang sesungguhnya yang mempunyai nilai yang sama dengan arus searah yang menghasilkan suatu usaha / energy listrik. Dengan rumus untuk menghitung nilai arus efektif.

I_eff =  x I_maks

I_eff =0,707 x I_maks

Dengan menggunakan cara yang sama, harha efektif untuk tegangan bolak-balik, berlaku juga:

V_eff = 0,707 x V_maks

Harga rata2 suatu tegangan/arus AC

Harga rata-rata seing juga disebut nialai rata-rata. Untuk mencapai harga rata-rata dalam arus dan tegangan bolak-balik diambilkan dari arus atau tegangan dengan batas setengah gelombang. Arus rata-rata dapat dicari dengan rumus:

I_r  =  x I_maks

I_r  =  x I_maks

I_r = 0.63 x I_maks

Dengan menggunakan cara yang sama, untuk tegangan bolak-balik, berlaku juga:

V_eff = 0,63 x V_maks