Prinsip Kerja Galvanometer
MAKALAH
Disusun
sebagai tugas dari Mata Kuliah Alat Ukur
Dosen
Pembimbing : Hennie M. Tumundo MSi
Disusun
Oleh :
Inggrid
Hardelia Wie
12
310 139
Pendidikan
Fisika Kls B / Semester II
UNIVERSITAS
NEGERI MANADO
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
2013
Bab
I
Pendahuluan
Latar Belakang
Pada alat kumparan putar jenis magnet permanen ,jarum
penunjuk meter akan berhenti apabila torsi penyimpang dan torsi kontrol sama
besarnya, sehingga torsi penympang sebanding dengan arus yang mengalir.Karena
alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent bekerja berdasarkan gaya
Lorentz maka torsi penyimpang yang terjadi apabila arus yang melewati kumparan
menimbulkan gaya dikedua sisinya .hal ini sebanding apabila arus yang malalui
kumparan 1 ampere maka magnitude gaya akan ditimbulkan pada tiap sisi kumparan.
Apabila kumparan dipasang pegas-pegas pengatur ,maka torsi
elektromagnetik akan membangkitkan torsi mekanik pegas yang arahnya berlawanan
sehingga kumparan tersebut dapat berputar. Pada saat terjadi kesetimbangan
torsi ,kumparan defleksi dengan sudut tertentu .bresarnya sudut defleksi
ditunjukan oleh jarum penunjuk sehingga dapat ditera antara arus listrik dan
sudut defleksinya. Dan aplikasinya terdapat pada galvanometer arus searah,
fluks meter galvanometer balistik dll.
Dalam penulisan makalah ini penulis akan memaparkan tentang
galvanometer jenis balistik dan suspensi serta menjelaskan beberapa aspek
penting yang terdapat pada galvanometer.
Batasan Masalah
Makalah ini membahas tentang beberapa jenis dari
Galvanometer. Dalam makalah ini dijelaskan tentang prinsip kerjanya serta
bagian-bagiannya, dan menjelaskan beberapa aspek penting yang terdapat pada
galvanometer.
Tujuan
1.
Dapat mengetahui tentag Galvanometer
2.
Dapat mengetahui prinsip kerja Galvanometer
3.
Dapat mengetahui sentivitas Galvanometer
4.
Bab
II
Pembahasan
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 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.
Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur
kuat arus maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer
tersebut dipasang hambatan eksternal (pada voltmeter disebut hambatan depan,
sedangkan pada ampermeter disebut hambatan shunt).
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.
Kawat gantungan tempat kumparan tersebut
menggantung terbuat dari serabut halus yang berfungsi sebagai pembawa arus
listrik dari terminal ke kumparan gerak.
Keelastikannya dapat membangkitkan suatu
torsi yang arahnya berlawanan dengan arah putaran kumparan hingga suatu saat
gaya elektromagnetiknya terimbangi oleh torsi mekanis dari kawat gantungan.
Sebuah galvanometer suspensi, meskipun tidak termasuk alat ukur yang dapat
digunakan secara praktis dan portabel, namun prinsip kerja dan konstruksinya
sama dengan prinsip kerja dan konstruksi yang digunakan pada alat ukur modern,
yaitu berdasarkan prinsip kerja PMMC (Permanent Magnet Moving Coil). Konstruksi
utamanya terdiri atas kumparan yang digantungkan pada daerah medan magnet dari
sebuah magnet permanen yang berbentuk ladam (tapal kuda). Kumparan gantung digantung
sedemikian rupa sehingga dapat berputar bebas di dalam.
Kedinamisan dari suatu alat ukur adalah suatu
karakteristik yang merujuk pada factor-faktor berikut :
a. Respon
atau tanggapannya. Faktor ini berbicara tentang cepat atau lambatnya reaksi simpangan
jarum terhadap perubahan besaran parameter yang sedang diukurnya. Idealnya
suatu alat ukur memiliki kecepatan respon yang tinggi.
b. Overshoot.
Faktor ini berbicara tentang besar kecilnya simpangan jarum dari kedudukan yang
seharusnya ditunjukkan pada saat digunakan mengukur suatu parameter ukur.
Overshoot dari sebuah alat ukur idealnya tidak terlalu besar.
c. Redaman. Faktor ini menunjuk pada besar
kecilnya redaman yaitu terjadi pada alat ukur sebagai akibat adanya freksi yang
terjadi pada komponen yang berputar terhadap sumbunya. Sebuah alat ukur
idealnya memiliki redaman yang rendah.
CARA KERJA
GALVANOMETER
Galvanometer bekerja berdasarkan gaya
Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz
yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga
ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus
listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz .
Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B). Jari tengah, menunjukkan arah
arus listrik (I). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus,
sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.
Cara kerjanya galvanometer sama dengan motor
listrik, tapi karena dilengkapi pegas, maka kumparannya tidak berputar. Karena
muatan dalam magnet dapat berubaha karena arus listrik yang mengalir ke
dalamnya. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk arus searah, tetapi
prinsipnya menggunakan konstruksi kumparan putar.
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
denganammeter / 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 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:
T = B x I x A x
N
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 (Ampere, A)
N = jumlah lilitan kumparan
Sensitivitas Galvanometer
Ada empat konsep yang dapat digunakan untuk
menyatakan sensitivitas galvanometer (Galvanometer Sensitivity), yaitu :
1. Sensitivitas
Arus
Sensitivitas
arus (Current Sensitivity) ialah perbandingan diantara simpangan jarum penunjuk
galvanometer terhadap arus listrik yang menghasilkan simpangan tersebut.
Besarnya arus listrik biasanya dalam orde mikroampere (µA). Sedangkan besarnya
simpangan dalam orde milimeter (mm). Jadi untuk galvanometer yang tidak
memiliki skala yang dikalibrasi dalam orde milimeter, harus dikonfersi dulu ke
dalam skala mili meter. Secara matematis, sensitivitas arus dinyatakan dengan :
S1 =
S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA
S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA
D =
Simpangan Galvanometer dalam mm
I =
Arus pada Galvanometer dalam µA
2. Sensitivitas
Tegangan
Sensitivitas
tegangan (Voltage Sensitivity), ialah perbandingan antara simpangan jarum
penunjuk galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkan simpangan tersebut.
Sensitivitas tegangan dinyatakan dengan notasi matematis sebagai berikut :
Sv = 
SV =
Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV
SV =
Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV
d
= Simpangan Galvanometer dalam mm
V = Arus pada Galvanometer dalam mV
3. Sensitivitas
Mega ohm
Sensitivitas mega ohm (Megaohm Sensitivity),
ialah besarnya resistansi mega ohm yang terhubung seri dengan galvanometer
(termasuk CDRX – Shunt-nya) untuk menghasilkan simpangan jarum menunjuk
galvanometer sebesar 1 bagian skala jika tegangannya yang disatukan sebesar 1
Volt. Karena besarnya hambatan ekivalen dari galvanome ter yang terhubung
paralel dapat diabaikan bila dibandingkan dengan besarnya tahanan mega ohm yang
terhubung seri dengannya, maka arus yang masuk praktis sama dengan 1/R µA dan
menghasilkan simpangan satu bagian skala. Secara numeric sensitivitas mega ohm
sama dengan sensitivitas arus dan dinyatakan sebagai berikut :
SR = S1
SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA
SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA
D
= Simpangan Galvanometer dalam mm
I
= Arus pada Galvanometer dalam
µA
4. Sensitivitas
Balistik
Konsep lain sebagai tambahan adalah konsep
Sensitivitas Balistik (Ballistic Sensitivity) yang biasa digunakan pada
Galvanometer Balistirk. Sensitivitas Balistik adalah perbandingan antara
simpangan maksimum dari jarum penunjuk Galvanometer terhadap jumlah muatan
listrik Q dari sebuah pulsa tunggal yang menghasilkan simpangan tersebut.
Sensitivitas Balistik dinyatakan dengan formula berikut :
SQ =
SQ =
Sensitivitas Balistik dalam mm/µC
SQ =
Sensitivitas Balistik dalam mm/µC
d
= Simpangan Galvanometer dalam mm
Q
= Besarnya muatan Listrik dalam µC
Bab
III
Penutup
Kesimpulan
Galvanometer suspensi masih digunakan untuk
pengukuran-pengukuran laboratorium sensitivitas tinggi tertentu, jika
keinda-han instrumen bukan merupakan masalah dan portabilitas bukan menjadi
prioritas.
Prinsip kerja galvanometer suspensi diterapkan sama terhadap
jenis instrumen yang lebih baru, yaitu mekanisme kumparan putar maknet permanen
( PMMC : permanent magnet moving coil ), Prinsip kerjanya yakni 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.
Sifat dinamik galvanometer adalah : kecepatan respons, redaman dan
over-shoot. Sifat dinamik galvanometer dapat diamati dengan memutuskan arus
input secara tiba-tiba, sehingga kumparan berayun kembali dari posisi defleksi
menuju posisi nol.
Redaman galvanometer terjadi dalam dua mekanisme, yaitu: Redaman mekanis dan Redaman
elektromaknetik. Gerakan dasar kumparan putaran maknet permanen sering
disebut dengan gerak d’Arsonval.
Untuk menyatakan sensitivitas sebuah galvanometer, umumnya
digunakan tiga buah defenisi, yaitu :
1. Sensitivitas arus ( current
sensitivity )
2. Sensitivitas tegangan
( voltage sensitivity )
3. Sensitivitas mega-ohm
( megohm sensitivity )
4. Sensitivitas balistik
Saran
Dalam sebuah penulisan, tentu diperlukan dilakukannya
penulisan lanjutan guna meningkatkan ilmu pengetahuan. Dalam membuat makalah,
disarankan mencari referensi yang lebih luas lagi, sehingga pembahasan akan
semakin mendalam dan lebih efektif. Sehingga akan benar-benar memberikan
manfaat dimana akan didapat sebuah pengetahuan yang dapat diterapkan di dalam
masyarakat hendaknya.
Daftar
Pustaka
Bab
I
Pendahuluan
Latar Belakang
Pada alat kumparan putar jenis magnet permanen ,jarum
penunjuk meter akan berhenti apabila torsi penyimpang dan torsi kontrol sama
besarnya, sehingga torsi penympang sebanding dengan arus yang mengalir.Karena
alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent bekerja berdasarkan gaya
Lorentz maka torsi penyimpang yang terjadi apabila arus yang melewati kumparan
menimbulkan gaya dikedua sisinya .hal ini sebanding apabila arus yang malalui
kumparan 1 ampere maka magnitude gaya akan ditimbulkan pada tiap sisi kumparan.
Apabila kumparan dipasang pegas-pegas pengatur ,maka torsi
elektromagnetik akan membangkitkan torsi mekanik pegas yang arahnya berlawanan
sehingga kumparan tersebut dapat berputar. Pada saat terjadi kesetimbangan
torsi ,kumparan defleksi dengan sudut tertentu .bresarnya sudut defleksi
ditunjukan oleh jarum penunjuk sehingga dapat ditera antara arus listrik dan
sudut defleksinya. Dan aplikasinya terdapat pada galvanometer arus searah,
fluks meter galvanometer balistik dll.
Dalam penulisan makalah ini penulis akan memaparkan tentang
galvanometer jenis balistik dan suspensi serta menjelaskan beberapa aspek
penting yang terdapat pada galvanometer.
Batasan Masalah
Makalah ini membahas tentang beberapa jenis dari
Galvanometer. Dalam makalah ini dijelaskan tentang prinsip kerjanya serta
bagian-bagiannya, dan menjelaskan beberapa aspek penting yang terdapat pada
galvanometer.
Tujuan
1.
Dapat mengetahui tentag Galvanometer
2.
Dapat mengetahui prinsip kerja Galvanometer
3.
Dapat mengetahui sentivitas Galvanometer
4.
Bab
II
Pembahasan
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 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.
Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur
kuat arus maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer
tersebut dipasang hambatan eksternal (pada voltmeter disebut hambatan depan,
sedangkan pada ampermeter disebut hambatan shunt).
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.
Kawat gantungan tempat kumparan tersebut
menggantung terbuat dari serabut halus yang berfungsi sebagai pembawa arus
listrik dari terminal ke kumparan gerak.
Keelastikannya dapat membangkitkan suatu
torsi yang arahnya berlawanan dengan arah putaran kumparan hingga suatu saat
gaya elektromagnetiknya terimbangi oleh torsi mekanis dari kawat gantungan.
Sebuah galvanometer suspensi, meskipun tidak termasuk alat ukur yang dapat
digunakan secara praktis dan portabel, namun prinsip kerja dan konstruksinya
sama dengan prinsip kerja dan konstruksi yang digunakan pada alat ukur modern,
yaitu berdasarkan prinsip kerja PMMC (Permanent Magnet Moving Coil). Konstruksi
utamanya terdiri atas kumparan yang digantungkan pada daerah medan magnet dari
sebuah magnet permanen yang berbentuk ladam (tapal kuda). Kumparan gantung digantung
sedemikian rupa sehingga dapat berputar bebas di dalam.
Kedinamisan dari suatu alat ukur adalah suatu
karakteristik yang merujuk pada factor-faktor berikut :
a. Respon
atau tanggapannya. Faktor ini berbicara tentang cepat atau lambatnya reaksi simpangan
jarum terhadap perubahan besaran parameter yang sedang diukurnya. Idealnya
suatu alat ukur memiliki kecepatan respon yang tinggi.
b. Overshoot.
Faktor ini berbicara tentang besar kecilnya simpangan jarum dari kedudukan yang
seharusnya ditunjukkan pada saat digunakan mengukur suatu parameter ukur.
Overshoot dari sebuah alat ukur idealnya tidak terlalu besar.
c. Redaman. Faktor ini menunjuk pada besar
kecilnya redaman yaitu terjadi pada alat ukur sebagai akibat adanya freksi yang
terjadi pada komponen yang berputar terhadap sumbunya. Sebuah alat ukur
idealnya memiliki redaman yang rendah.
CARA KERJA
GALVANOMETER
Galvanometer bekerja berdasarkan gaya
Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz
yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga
ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus
listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz .
Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B). Jari tengah, menunjukkan arah
arus listrik (I). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus,
sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.
Cara kerjanya galvanometer sama dengan motor
listrik, tapi karena dilengkapi pegas, maka kumparannya tidak berputar. Karena
muatan dalam magnet dapat berubaha karena arus listrik yang mengalir ke
dalamnya. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk arus searah, tetapi
prinsipnya menggunakan konstruksi kumparan putar.
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
denganammeter / 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 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:
T = B x I x A x
N
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 (Ampere, A)
N = jumlah lilitan kumparan
Sensitivitas Galvanometer
Ada empat konsep yang dapat digunakan untuk
menyatakan sensitivitas galvanometer (Galvanometer Sensitivity), yaitu :
1. Sensitivitas
Arus
Sensitivitas
arus (Current Sensitivity) ialah perbandingan diantara simpangan jarum penunjuk
galvanometer terhadap arus listrik yang menghasilkan simpangan tersebut.
Besarnya arus listrik biasanya dalam orde mikroampere (µA). Sedangkan besarnya
simpangan dalam orde milimeter (mm). Jadi untuk galvanometer yang tidak
memiliki skala yang dikalibrasi dalam orde milimeter, harus dikonfersi dulu ke
dalam skala mili meter. Secara matematis, sensitivitas arus dinyatakan dengan :
S1 = S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA
S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA
D =
Simpangan Galvanometer dalam mm
I =
Arus pada Galvanometer dalam µA
2. Sensitivitas
Tegangan
Sensitivitas
tegangan (Voltage Sensitivity), ialah perbandingan antara simpangan jarum
penunjuk galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkan simpangan tersebut.
Sensitivitas tegangan dinyatakan dengan notasi matematis sebagai berikut :
Sv = SV =
Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV
SV =
Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV
d
= Simpangan Galvanometer dalam mm
V = Arus pada Galvanometer dalam mV
3. Sensitivitas
Mega ohm
Sensitivitas mega ohm (Megaohm Sensitivity),
ialah besarnya resistansi mega ohm yang terhubung seri dengan galvanometer
(termasuk CDRX – Shunt-nya) untuk menghasilkan simpangan jarum menunjuk
galvanometer sebesar 1 bagian skala jika tegangannya yang disatukan sebesar 1
Volt. Karena besarnya hambatan ekivalen dari galvanome ter yang terhubung
paralel dapat diabaikan bila dibandingkan dengan besarnya tahanan mega ohm yang
terhubung seri dengannya, maka arus yang masuk praktis sama dengan 1/R µA dan
menghasilkan simpangan satu bagian skala. Secara numeric sensitivitas mega ohm
sama dengan sensitivitas arus dan dinyatakan sebagai berikut :
SR = S1 SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA
SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA
D
= Simpangan Galvanometer dalam mm
I
= Arus pada Galvanometer dalam
µA
4. Sensitivitas
Balistik
Konsep lain sebagai tambahan adalah konsep
Sensitivitas Balistik (Ballistic Sensitivity) yang biasa digunakan pada
Galvanometer Balistirk. Sensitivitas Balistik adalah perbandingan antara
simpangan maksimum dari jarum penunjuk Galvanometer terhadap jumlah muatan
listrik Q dari sebuah pulsa tunggal yang menghasilkan simpangan tersebut.
Sensitivitas Balistik dinyatakan dengan formula berikut :
SQ = SQ =
Sensitivitas Balistik dalam mm/µC
SQ =
Sensitivitas Balistik dalam mm/µC
d
= Simpangan Galvanometer dalam mm
Q
= Besarnya muatan Listrik dalam µC
Bab
III
Penutup
Kesimpulan
Galvanometer suspensi masih digunakan untuk
pengukuran-pengukuran laboratorium sensitivitas tinggi tertentu, jika
keinda-han instrumen bukan merupakan masalah dan portabilitas bukan menjadi
prioritas.
Prinsip kerja galvanometer suspensi diterapkan sama terhadap
jenis instrumen yang lebih baru, yaitu mekanisme kumparan putar maknet permanen
( PMMC : permanent magnet moving coil ), Prinsip kerjanya yakni 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.
Sifat dinamik galvanometer adalah : kecepatan respons, redaman dan
over-shoot. Sifat dinamik galvanometer dapat diamati dengan memutuskan arus
input secara tiba-tiba, sehingga kumparan berayun kembali dari posisi defleksi
menuju posisi nol.
Redaman galvanometer terjadi dalam dua mekanisme, yaitu: Redaman mekanis dan Redaman
elektromaknetik. Gerakan dasar kumparan putaran maknet permanen sering
disebut dengan gerak d’Arsonval.
Untuk menyatakan sensitivitas sebuah galvanometer, umumnya
digunakan tiga buah defenisi, yaitu :
1. Sensitivitas arus ( current
sensitivity )
2. Sensitivitas tegangan
( voltage sensitivity )
3. Sensitivitas mega-ohm
( megohm sensitivity )
4. Sensitivitas balistik
Saran
Dalam sebuah penulisan, tentu diperlukan dilakukannya
penulisan lanjutan guna meningkatkan ilmu pengetahuan. Dalam membuat makalah,
disarankan mencari referensi yang lebih luas lagi, sehingga pembahasan akan
semakin mendalam dan lebih efektif. Sehingga akan benar-benar memberikan
manfaat dimana akan didapat sebuah pengetahuan yang dapat diterapkan di dalam
masyarakat hendaknya.
Daftar
Pustaka
Bab
I
Pendahuluan
Latar Belakang
Pada alat kumparan putar jenis magnet permanen ,jarum
penunjuk meter akan berhenti apabila torsi penyimpang dan torsi kontrol sama
besarnya, sehingga torsi penympang sebanding dengan arus yang mengalir.Karena
alat ukur kumparan putar jenis magnet permanent bekerja berdasarkan gaya
Lorentz maka torsi penyimpang yang terjadi apabila arus yang melewati kumparan
menimbulkan gaya dikedua sisinya .hal ini sebanding apabila arus yang malalui
kumparan 1 ampere maka magnitude gaya akan ditimbulkan pada tiap sisi kumparan.
Apabila kumparan dipasang pegas-pegas pengatur ,maka torsi
elektromagnetik akan membangkitkan torsi mekanik pegas yang arahnya berlawanan
sehingga kumparan tersebut dapat berputar. Pada saat terjadi kesetimbangan
torsi ,kumparan defleksi dengan sudut tertentu .bresarnya sudut defleksi
ditunjukan oleh jarum penunjuk sehingga dapat ditera antara arus listrik dan
sudut defleksinya. Dan aplikasinya terdapat pada galvanometer arus searah,
fluks meter galvanometer balistik dll.
Dalam penulisan makalah ini penulis akan memaparkan tentang
galvanometer jenis balistik dan suspensi serta menjelaskan beberapa aspek
penting yang terdapat pada galvanometer.
Batasan Masalah
Makalah ini membahas tentang beberapa jenis dari
Galvanometer. Dalam makalah ini dijelaskan tentang prinsip kerjanya serta
bagian-bagiannya, dan menjelaskan beberapa aspek penting yang terdapat pada
galvanometer.
Tujuan
1.
Dapat mengetahui tentag Galvanometer
2.
Dapat mengetahui prinsip kerja Galvanometer
3.
Dapat mengetahui sentivitas Galvanometer
4.
Bab
II
Pembahasan
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 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.
Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur
kuat arus maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer
tersebut dipasang hambatan eksternal (pada voltmeter disebut hambatan depan,
sedangkan pada ampermeter disebut hambatan shunt).
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.
Kawat gantungan tempat kumparan tersebut
menggantung terbuat dari serabut halus yang berfungsi sebagai pembawa arus
listrik dari terminal ke kumparan gerak.
Keelastikannya dapat membangkitkan suatu
torsi yang arahnya berlawanan dengan arah putaran kumparan hingga suatu saat
gaya elektromagnetiknya terimbangi oleh torsi mekanis dari kawat gantungan.
Sebuah galvanometer suspensi, meskipun tidak termasuk alat ukur yang dapat
digunakan secara praktis dan portabel, namun prinsip kerja dan konstruksinya
sama dengan prinsip kerja dan konstruksi yang digunakan pada alat ukur modern,
yaitu berdasarkan prinsip kerja PMMC (Permanent Magnet Moving Coil). Konstruksi
utamanya terdiri atas kumparan yang digantungkan pada daerah medan magnet dari
sebuah magnet permanen yang berbentuk ladam (tapal kuda). Kumparan gantung digantung
sedemikian rupa sehingga dapat berputar bebas di dalam.
Kedinamisan dari suatu alat ukur adalah suatu
karakteristik yang merujuk pada factor-faktor berikut :
a. Respon
atau tanggapannya. Faktor ini berbicara tentang cepat atau lambatnya reaksi simpangan
jarum terhadap perubahan besaran parameter yang sedang diukurnya. Idealnya
suatu alat ukur memiliki kecepatan respon yang tinggi.
b. Overshoot.
Faktor ini berbicara tentang besar kecilnya simpangan jarum dari kedudukan yang
seharusnya ditunjukkan pada saat digunakan mengukur suatu parameter ukur.
Overshoot dari sebuah alat ukur idealnya tidak terlalu besar.
c. Redaman. Faktor ini menunjuk pada besar
kecilnya redaman yaitu terjadi pada alat ukur sebagai akibat adanya freksi yang
terjadi pada komponen yang berputar terhadap sumbunya. Sebuah alat ukur
idealnya memiliki redaman yang rendah.
CARA KERJA
GALVANOMETER
Galvanometer bekerja berdasarkan gaya
Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz
yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga
ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus
listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz .
Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B). Jari tengah, menunjukkan arah
arus listrik (I). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus,
sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.
Cara kerjanya galvanometer sama dengan motor
listrik, tapi karena dilengkapi pegas, maka kumparannya tidak berputar. Karena
muatan dalam magnet dapat berubaha karena arus listrik yang mengalir ke
dalamnya. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk arus searah, tetapi
prinsipnya menggunakan konstruksi kumparan putar.
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
denganammeter / 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 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:
T = B x I x A x
N
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 (Ampere, A)
N = jumlah lilitan kumparan
Sensitivitas Galvanometer
Ada empat konsep yang dapat digunakan untuk
menyatakan sensitivitas galvanometer (Galvanometer Sensitivity), yaitu :
1. Sensitivitas
Arus
Sensitivitas
arus (Current Sensitivity) ialah perbandingan diantara simpangan jarum penunjuk
galvanometer terhadap arus listrik yang menghasilkan simpangan tersebut.
Besarnya arus listrik biasanya dalam orde mikroampere (µA). Sedangkan besarnya
simpangan dalam orde milimeter (mm). Jadi untuk galvanometer yang tidak
memiliki skala yang dikalibrasi dalam orde milimeter, harus dikonfersi dulu ke
dalam skala mili meter. Secara matematis, sensitivitas arus dinyatakan dengan :
S1 = S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA
S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA
D =
Simpangan Galvanometer dalam mm
I =
Arus pada Galvanometer dalam µA
2. Sensitivitas
Tegangan
Sensitivitas
tegangan (Voltage Sensitivity), ialah perbandingan antara simpangan jarum
penunjuk galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkan simpangan tersebut.
Sensitivitas tegangan dinyatakan dengan notasi matematis sebagai berikut :
Sv = SV =
Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV
SV =
Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV
d
= Simpangan Galvanometer dalam mm
V = Arus pada Galvanometer dalam mV
3. Sensitivitas
Mega ohm
Sensitivitas mega ohm (Megaohm Sensitivity),
ialah besarnya resistansi mega ohm yang terhubung seri dengan galvanometer
(termasuk CDRX – Shunt-nya) untuk menghasilkan simpangan jarum menunjuk
galvanometer sebesar 1 bagian skala jika tegangannya yang disatukan sebesar 1
Volt. Karena besarnya hambatan ekivalen dari galvanome ter yang terhubung
paralel dapat diabaikan bila dibandingkan dengan besarnya tahanan mega ohm yang
terhubung seri dengannya, maka arus yang masuk praktis sama dengan 1/R µA dan
menghasilkan simpangan satu bagian skala. Secara numeric sensitivitas mega ohm
sama dengan sensitivitas arus dan dinyatakan sebagai berikut :
SR = S1 SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA
SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA
D
= Simpangan Galvanometer dalam mm
I
= Arus pada Galvanometer dalam
µA
4. Sensitivitas
Balistik
Konsep lain sebagai tambahan adalah konsep
Sensitivitas Balistik (Ballistic Sensitivity) yang biasa digunakan pada
Galvanometer Balistirk. Sensitivitas Balistik adalah perbandingan antara
simpangan maksimum dari jarum penunjuk Galvanometer terhadap jumlah muatan
listrik Q dari sebuah pulsa tunggal yang menghasilkan simpangan tersebut.
Sensitivitas Balistik dinyatakan dengan formula berikut :
SQ = SQ =
Sensitivitas Balistik dalam mm/µC
SQ =
Sensitivitas Balistik dalam mm/µC
d
= Simpangan Galvanometer dalam mm
Q
= Besarnya muatan Listrik dalam µC
Bab
III
Penutup
Kesimpulan
Galvanometer suspensi masih digunakan untuk
pengukuran-pengukuran laboratorium sensitivitas tinggi tertentu, jika
keinda-han instrumen bukan merupakan masalah dan portabilitas bukan menjadi
prioritas.
Prinsip kerja galvanometer suspensi diterapkan sama terhadap
jenis instrumen yang lebih baru, yaitu mekanisme kumparan putar maknet permanen
( PMMC : permanent magnet moving coil ), Prinsip kerjanya yakni 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.
Sifat dinamik galvanometer adalah : kecepatan respons, redaman dan
over-shoot. Sifat dinamik galvanometer dapat diamati dengan memutuskan arus
input secara tiba-tiba, sehingga kumparan berayun kembali dari posisi defleksi
menuju posisi nol.
Redaman galvanometer terjadi dalam dua mekanisme, yaitu: Redaman mekanis dan Redaman
elektromaknetik. Gerakan dasar kumparan putaran maknet permanen sering
disebut dengan gerak d’Arsonval.
Untuk menyatakan sensitivitas sebuah galvanometer, umumnya
digunakan tiga buah defenisi, yaitu :
1. Sensitivitas arus ( current
sensitivity )
2. Sensitivitas tegangan
( voltage sensitivity )
3. Sensitivitas mega-ohm
( megohm sensitivity )
4. Sensitivitas balistik
Saran
Dalam sebuah penulisan, tentu diperlukan dilakukannya
penulisan lanjutan guna meningkatkan ilmu pengetahuan. Dalam membuat makalah,
disarankan mencari referensi yang lebih luas lagi, sehingga pembahasan akan
semakin mendalam dan lebih efektif. Sehingga akan benar-benar memberikan
manfaat dimana akan didapat sebuah pengetahuan yang dapat diterapkan di dalam
masyarakat hendaknya.
Daftar
Pustaka
Caesars, Casino & Skypod - Dr.MD
BalasHapusExplore an array of world-class dining, luxury hotels, a casino and 세종특별자치 출장마사지 Skypod Casino! At one of the best 광주광역 출장샵 resort 나주 출장안마 hotels in Las Vegas, enjoy a 익산 출장안마 casino, an outdoor pool and 경산 출장샵