Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakn 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 . 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).
Konsep Dasar Listrik
Dalam mempelajari lsitrik, maka konsep dasar listrik sangatlah diperlukan. Konsep dasar listrik tersebut meliputi konsep tentang arus listrik, konsep tentang beda potensial listrik dan konsep tentang hambatan listrik. Untuk lebih jelas terkait dengan konsep dasar listrik, perhatikanlah ilustrasi sederhana berikut ini
Macam-macam Galvanometer
1. 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.
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 = K θ
Dimana:
Q = muatan listrik ( coulomb )
K = kepekaan galvanometer ( coulomb / radian defleksi )
θ = defleksi sudut kumparan ( radian )
Harga kepekaan galvanometer ( K ), dipengaruhi oleh redaman dan besarnya diperoleh secara eksperimental, melalui pemeriksaan kalibrasi pada kondisi pemakaian yang nyata.
Untuk mengkalibrasi galvanometer, digunakan beberapa metoda, yaitu :
1. metoda kapasitor.
2. metoda solenoida.
3. metoda induktansi bersama.
Jika arus primer ( I ) arahnya dibalik ( dari + I menjadi - I ), akan terjadi penyimpangan galvanometer ( θ ) sebanding dengan konstanta-konstanta rangkaian dan kepekaan galvanometer ( K ). Akibat perubahan arah arus ini, besar muatan total di dalam rangkaian adalah :
Q = 
Dimana:
M = induktansi bersama (Henry atau H)
R = tahanan total rangkaian (ohm atau Ω)
Pengukuran fluksi menggunakan galvanometer balistik yang sudah dikalibrasi, ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Pengukuran fluksi menggunakan galvanometer.
Dari gambar, dapat dilihat bahwa galvanometer balistik dihubungkan seri dengan sebuah tahanan variabel dan sebuah kumparan yang melilit maknit permanent yang akan ditentukan fluksinya. Tahanan variabel diatur untuk menghasilkan redaman kritis bagi galvanometer.
Adapun prinsip pengukuran galvanometer balistik, antara lain:
Jika maknit permanen dilepas dengan cepat dari kumparan, maka akan dihasilkan suatu impuls arus yang menyebabkan galvanometer menyimpang.
- Kuantitas muatan melalui galvanometer balistik berbanding lurus dengan fluksi total ( Ф ) maknit permanen dan jumlah lilitan kumparan ( N ) dan berbanding terbalik dengan tahanan total rangkaian ( R ), dan secara matematis :
- Subtitusikan persamaan di atas sehingga diperoleh defleksi galvanometer ( θ ):
c. Dari persamaan di atas untuk suatu harga Q , dapat diperoleh harga Ф yang besarnya :
Catatan:
Faktor kepekaan K harus dievaluasi terhadap tahanan rangkaian yang digunakan pada setiap pengukuran.
2. Galvanometer Suspensi ( Suspension Galvanometer ).
Pengukuran-pengukuran arus searah sebelumnya menggunakan galvanometer sistem gantungan, yang merupakan pelopor instrumen kumparan putar, sebagai dasar pada umumnya instrumen penunjuk arus searah yang dipakai secara luas saat ini. Dengan beberapa penyempurnaan, Galvanometer suspensi masih digunakan untuk pengukuran-pengukuran laboratorium sensitivitas tinggi tertentu, jika keinda-han instrumen bukan merupakan masalah dan portabilitas bukan menjadi prioritas
Sensitivitas galvanometer.
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.
1. Sensitivitas Arus, didefinisikan sebagai :
Perbandingan defleksi galvanometer terhadap arus yang menghasilkan defleksi tersebut. Untuk galvanometer yang skalanya tidak dikalibrasi dalam milimeter ( mm ), defleksi dapat dinyatakan dalam bagian skala, maka sensitivitas arus :
Dimana:
d = defleksi galvanometer dalam bagian skala atau mm.
I = arus galvanometer dalam mikroamper ( μA )
2. Sensitivitas Tegangan, didefinisikan sebagai : Perbandingan defleksi galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkan-nya, jadi :
Dimana:
d = defleksi galvanometer dalam bagian skala atau mm.
V = tegangan yang diberikan ke galvanometer dalam milivolt ( mV ).
Adalah lazim untuk memandang galvanometer bersama-sama dengan tahanan redaman kritis ( CDRX ) dan kebanyakan pabrik menyatakan sensitivitas tegangan dalam mm / mV.
3. Sensitivitas Mega-ohm, didefinisikan sebagai :
Tahanan ( dalam mega-ohm ) yang dihubungkan seri dengan galvanometer , agar menghasilkan defleksi sebesar satu bagian skala bilamana tegangan sebesar 1 V diberikan ke rangkaian tersebut.
Karena tahanan ekivalen dari galvanometer yang diparalelkan diabaikan terhadap tahanan ( dalam mega-ohm ) yang seri dengannya, maka arus masuk praktis sama dengan 1 / R ( μA ) dan menghasilkan defleksi satu bagian. Secara numerik, sensitivitas mega-ohm sama dengan sensitivitas arus ;
Dimana:
d = defleksi galvanometer dalam bagian skala atau mm
I = arus galvanometer dalam mikroamper ( μA ).
4. Sensitivitas Balistik Sensitivitas ini ditemukan pada galvanometer balistik dan didefinisikan sebagai : Perbandingan defleksi maksimal galvanometer ( dm ) terhadap jumlah muatan listrik ( Q ), jadi :
Dimana:
dm = defleksi maksimal galvanometer dalam bagian skala atau mm.
Q = muatan listrik dalam mikrocoulomb ( μC ).
0 komentar:
Posting Komentar