i

MAKALAH

ALAT UKUR ELEKTROSTATIS

Disusun Oleh,

Rendra Din Wanto

F1B014082

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MATARAM

2015

ii

KATA PENGANTAR

Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha Pemurah,

karena berkat kemurahan-Nya makalah ini dapat penulis selesaikan sesuai yang diharapkan.

Dalam makalah ini penulis membahas “Alat Ukur Elektrostatis”.

Makalah ini dibuat dengan tujuan agar pembaca dapat lebih memahami, mengerti, dan

menambah ilmu pengetahuan tentang hal-hal mengenai alat ukur listrik, yang kami sajikan

dari beberapa sumber, baik itu dari internet maupun dari buku.

Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca atau pendengar. Muda-mudahan

dapat memberikan atau menambah wawasan yang lebih luas lagi. Meskipun makalah ini

mempunyai kekurangan dan kelebihan, sebelumnya penulis minta maaf, dan penulis mohon

kritik dan saran dari para pembaca ataupun pendengar. Terima kasih.

Mataram, 20 September 2015

Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………………………………………………………………. i

KATA PENGANTAR………………………………………………………………….. ii

DAFTAR ISI……………………………………………………………………………. iii

BAB I PENDAHULUAN

A.Latar Belakang……………………………………………………………………. 1

B.Rumusan Masalah………………………………………………………………… 1

C. Tujuan…………………………………………………………………………….. 1

BAB II PEMBAHASAN

A.Pengertian Alat Ukur Elektrostatis……………………………………………….... 2

B.Prinsip Kerja Alat Ukur Elektrostatis…………………………………………….... 2

C.Karakteristik-Karakteristik Alat Ukur Elektrostatis……………………………….. 4

D.Kelebihan dan Kelemahan Alat Ukur Elektrostatis……………………………….. 5

BAB III PENUTUP

A.Kesimpulan………………………………………………………………………… 6

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………….. 7

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Alat ukur listrik merupakan peralatan yang diperlukan oleh manusia. Karena

besaran listrik seperti : tegangan, arus, daya, frekuensi dan sebagainya tidak dapat

secara langsung ditanggapi oleh panca indera. Untuk mengukur besaran listrik

tersebut, diperlukan alat pengubah. Atau besaran ditransformasikan ke dalam besaran

mekanis yang berupa gerak dengan menggunakan alat ukur. Perlu disadari bahwa

untuk dapat menggunakan berbagai macam alat ukur listrik perlu pemahanan

pengetahuan yang memadai tentang konsep – konsep teoritisnya.

Semua alat ukur yang telah dibicarakan sampai sekarang ini mempergunakan

gaya elektomaknetis, yang didapatkan dari hasil arus yang mengalir dalam

pergerakannya. Pada alat ukur dari type elektrostatis akan dibicarakan di bawah ini,

maka gaya elektrostatis akan didapatkan sebagai interaksi antara kedua elektroda,

yang tedapat pada potensial yang berbeda. Alat ukur dari type ini banyak

dipergunakan sebagai alat ukur volt untuk arus bolak balik maupun untuk arus searah,

dan pada khususnya dipergunakan dalam alat ukur bertegangan tinggi.

B. Rumusan Masalah

1. Apa itu alat ukur elektrostatis?

2. Bagaimana prisnip kerja alat ukur lektrostatis?

3. Apa kelebihan dan kekurangan serta karakteristik alat ukur elektrostatis?

C. Tujuan

Untuk mengetahui apa itu alat ukur elektrostatis dan bagaimana prinsip kerja

alat ukur elektrostatis. Serta mengetahui apa kelebihan dan kekurangan alat ukur

elektrostatis.

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Alat Ukur Elektrostatis

Alat ukur elektrostatis adalah alat ukur yang mempergunakan gaya

elektrostatis yaitu gaya tarik antara muatan listrik yang didapatkan dari interaksi

antara dua buah elektroda yang masing-masing mempunyai potensial yang berbeda.

Gaya elektrostatis ini dapat menimbulkan torsi penyimpangan. Biasanya alat ukur ini

digunakan sebagai alat ukur tegangan bolak-balik dan tegangan searah. Untuk beda

potensial yang cukup besar, maka gaya elektrostatis yang dihasilkan kecil, sehingga

alat ukur ini biasanya dikhususkan untuk tegangan yang tinggi.

B. Prinsip Kerja Alat Ukur Elektrostatis

Gambar. (a)

3

Gambar. (b)

Konfigurasi daripada elektroda dapat terjadi di dalam salah satu dari kedua

cara, seperti diperlihatkan dalam gambar (a), dari gambar tersebut dipergunakan

untuk lebih tinggi, misalkan untuk 500 kV pun akan terdapat. Khusus dalam keadaan

(b) maka masing masing elektroda mempunyai tepian yang dibulatkan dengan

permuakaan yang sangat halus, untuk menghindari pengaruh-pengaruh pelepasan

muatan listrik pada tegangan-tegangan yang tinggi. Cincin penjaga, terdapat pada

potensial yang sama seperti pada elektroda yang bergerak. Fungsi dari pada cincin ini,

adalah untuk memungkinkan terjadinya medan yang rata antara elektroda yang

bergerak dan elektroda yang tetap, maupun untuk mengurangi pengaruh dari pada

medan elektrostatis dan kelilingnya.

Bila suatu tegangan V akan diukur, ditempatkan pada elektroda

yang tetap dan elektroda yang bergerak dari alat ukur ini, maka elektroda yang

bergerak akan medapatkan suatu momen yang berbanding lurus terhadap V2 di dalam

keadaan (a), atau suatu gaya yang berbanding lurus dengan V2 dalam keadaan (b).

Dalam kedua keadaan tersebut ini maka arah dari pada gaya merupakan atraksi, yang

menuju kepada bertambahnya kapasitas dari pada kondensator, yang dibuat oleh

kedua elektroda tersebut. Elektroda pada ukur dari (a) dibuat sedemikian rupa

bentuknya sehingga skala yang dihasilkan akan menjadi hampir-hampir rata.

Sedangkan pada alat ukur (b) ditempatkan suatu peralatan, yang memungkinkan

untuk memindahakan pergerakan yang linier dari elektroda yang bergerak, menjadi

suatu perputaran dari alat penunjuk. Salah satu cara untuk memungkinkan ini, maka

elektroda yang bergerak dan magnit yang berbentuk telapak kuda ditempatkan pada

kawat suspense. Antara kutub-kutub dari magnet tersebut, helic yang dibuat dari pada

kepingan logam campuran yang mepunyai permeabilitas yang tinggi, ditempatkan

bersamaan dengan penunjuk, dihubungkan dengan sumbu gerak yang memungkinkan

terjadinya perputaran. Dengan magnit tapal kuda bergerak secara linier, sesuai

pergerakan dari elektroda yang bergerak, dan helic akan berputar dan menyebabkan

alat ukur berputar pula.

4

C. Karakteristik-Karakteristik Alat Ukur Elektrostatis

Sudut putar dari pada alat penunjuk tergantung pada kwadrat dari pada

tegangan yang akan diukur dalam keadaan arus searah, atau kepada kwadrat dari pada

harga efektif dari tegangan yang akan diukur dalam keadaan arus bolak balik. Alat

ukur dari type elektrostatis ini adalah alat ukur arus searah maupun arus bolak balik

yang universal.

Dalam pengukuran untuk tegangan arus searah, maka pada

saat-saat permulaan akan mengalir arus pengisi dan kemudian hampir-hampir tidak

ada arus mengalir sesudah ini, sedangkan untuk pengukuran pada tegangan bolak-

balik arus pengisi akan tetap mengalir diantara elektroda-elektroda, akan tetapi

kerugian-kerugian daya sangat sedikit. Ditinjau dari pada keadaan ini maka alat ukur

dari type elektrostatis sangat ideal untuk suatu alat pengukur volt. Khusus dalam

penggunaan pada tegangan-tegangan tinggi maka alat ukur ini adalah sangat baik,

dikarenakan momen geraknya atau gaya atraksinya bertambah besar dengan tegangan

yang menaik, akan tetapi tetap mempunyai kerugian daya yang kecil. Hal ini sangat

baik, bila dibandingkan dengan alat-alat ukur yang lain, dimana kerugian daya yang

akan terjadi pada tahanan seri akan menjadi besar bila tegangan yang harus diukurnya

bertambah. Akan tetapi disamping ini pada tegangan-tegangan rendah momennya

adalah sangat rendah, sehingga batas tegangan yang minimal dapat dipakai untuk alat

ukur ini, adalah sekitar 100 V.

5

D. Kelebihan dan Kelemahan Alat Ukur Elektrostatis

Kelebihan

Alat ukur ini sangat ideal untuk suatu alat ukur tegangan atau voltmeter.

Pada penggunaan tegangan tinggi, momen geraknya bertambah besar

dengan menaiknya tegangan, dengan kerugian daya yang kecil

Dapat dibuat dengan kecermatan yang tinggi

Bebas dari kesalahan yang diakibatkan histeris, arus eddy dan akibat

pengaruh suhu

Hanya menarik arus yang sangat kecil karena kapasitansi alat ukur pada

rangkaian listrik bolak balik

Dapat digunakan sampai dengan frekuensi 1000 kHz.

Kelemahan

Pada tegangan rendah, momen geraknya sangat rendah sehingga batas

tegangan yang minimal dapat dipakai untuk alat ukur ini ada sekitar 100

Volt

Harganya mahal dan tidak mudah membuatnya kuat.

6

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Alat ukur elektrostatis merupakan alat ukur yang mempergunakan gaya

elektrostatis yaitu gaya tarik antara muatan listrik yang didapatkan dari interaksi

antara dua buah elektroda yang masing-masing mempunyai potensial yang berbeda.

Gaya elektrostatis ini dapat menimbulkan torsi penyimpangan.

7

DAFTAR PUSTAKA

Sri Waluyanti 2008. Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 1. Direktorat Pembinaan

Sekolah Menengah Kejuruan

Putu Nopa Gunawan 2011. Makalah Pengukuran Listrik. Teknik Elektro - Fakultas

Teknik – Universitas Hasanuddin