DISUSUN OLEH :

VIKI YUSDIANTO SUGIARTO TRI SUGIYANTO CATRA BENI W ADJI ADITYA SENA

Alat Ukur Sistem Induksi• Bila suatu piringan yg 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.

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

• Bila didalam medan magnet dgn garis gaya magnet arah yang berputar, dipasang sebuah tromol yg ber bentuk 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 Azas Alat Ferraris atau Alat Induksi

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 garis2 gaya yang berputar, maka tromol aluminium akan berputar dengan arah yang sama dengan arah putaran garis2 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.

Alat ukur sistem elektro dinamis• Alat ukur elektro dinamis adalah alat ukur yang mempunyai kumparan tetap dan kumparan

putar.Sistem kerjanya sama dengan sistem kumparan putar tetapi magnet tetap diganti dgn magnet listrik.

• Berdasarkan kaidah tangan kanan pada gambar–a jarum akan menyimpang kekanan, bila arus dibalik arahnya pada gambar–b maka jarum akan tetap menyimpang kekanan. Jadi walaupun arah arusnya berganti, arah jarum tetap menyimpang ke satu arah.

Alat ukur tipe elektrodinamis, dapat diperguna kan untuk AC atau DC, dgn persisi yang baik, dan banyak digunakan sebagai Wattmeter.

F = Arah dari gaya I = Arah dari arus H = Arah dari Fluksi magnet

Gambar Prinsip suatu alat ukur elektrodinamis

Alat ukur besi putar • Alat ukur dengan prinsip kerja besi putar atau sistem elektro magnet adalah sesuatu alat

ukur yg mempunyai kumparan tetap dan besi yang berputar.

• Bila didalam kumparan terdapat besi, maka besi tsb akan menjadi magnet. Jika di dalam kumparan tsb diletakkan dua batang besi maka kedua2nya akan menjadi magnet shg kedua batang besi tsb akan saling tolak menolak, karena ujung2 kedua batang besi tersebut mempunyai kutup yang senama.

• Prinsip kerja tersebut diterapkan pada sistem elektro magnit dengan mengganti besi tersebut dgn 2 buah plat besi, satu dipasang tetap (diam) sedang yg lain bergerak dan dihubungkan dengan jarum petunjuk.

Dua batang besi yang berdampingan

kumparan

α

Arah arus

α

+ –

Arah arus

α

– +

• Arus yang diukur dialirkan pada kumparan tetap dan akan menyebabkan terjadinya medan magnet.Potongan besi ditempatkan di medan magnet, dan menerima gaya elektromagnetis.

• Alat ukur tipe besi putar ini sederhana, murah, kuat dlm konstruksi, dan penggunaannya sangat luas sebagai alat pengukur arus dan tegangan pd frekwensi jaringan distribusi.

• Keuntungan alat pengukur ini dapat dibuat sebagai alat pengukur yang mempunyai sudut sangat besar.

Alat ukur kumparan putarAlat ukur sistem kumparan putar mempunyai kutub magnet

permanent dan kumparan yang berputar mengelilingi sumbunya.

Kumparan putar ditempatkan di dalam lapang magnetis antara

lapisan kutub besi magnet.

Arus yang dialirkan melalui kumparan shg menyebabkan

kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar dapat

dipakai untuk bermacam arus, tidak hanya untuk DC, akan tetapi

dengan alat pertolongan lainnya, dapat pula dipakai untuk AC.

S U

+

–

b

S

U

S U

Gulungan

+

–

a

Magnit Tetap

S

U

• Pemakaian alat ukur kumparan putar sangat luas, seperti di laboratorium dan pada pusat pembangkit tenaga listrik.

• Pada gambar berikut diperlihatkan adanya magnet permanen (1), yang mempunyai kutub-kutub (2), dan diantara kutub2 utara dan selatan tersebut ditempatkan suatu silinder inti besi (3).

• Pada celah udara antara kutub magnet dan silinder inti besi akan terbentuk medan magnet yang rata, yang masuk melalui kutub-kutub ke dalam silinder, secara radial sesuai dengan arah-arah panah. Di dalam celah udara ditempatkan kumparan putar (4), yang dapat berputar melalui sumbu (8).

Bila arus searah yang tidak diketahui besarnya mengalir melalui

kumparan tsb, suatu gaya elektromagnetis f yang mempunyai

arah tertentu akan dikenakan pada kumparan putar sebagai hasil

interaksi antar arus dan medan magnit.

Gambar Prinsip kerja alat ukur jenis kumparan putar

Arah dari gaya f dapat ditentukan menurut ketentuan

tangan dari fleming (lihat gambar)

Gambar Kaidah Tangan Kiri (Fleming)

1. Magnet tetap 5. Pegas spiral 2. Kutub sepatu 6. Jarum penunjuk 3. Inti besi lunak 7. Rangka kumparan putar 4. Kumparan putar 8. Tiang poros

Konstruksi Kumparan Putar

Prinsip kawat panas• Jika sepotong kawat logam dialiri arus listrik yang cukup besar, kawat tersebut akan menjadi

panas dan akan memuai (menjadi lebih panjang). Pemuaian tersebut digunakan untuk mengerakkan jarum petunjuk.

• Sepotong kawat logam campuran dari logam platina dan iridium direntangkan pada A-B. Pada waktu I = 0 jarum petunjuk tepat ditengah2 (angka 0). Jika alirkan arus searah, kawat A – B menjadi memuai dan jarum tidak menunjuk 0, tetapi menyimpang kearah kanan. Hal ini disebabkan karena kawat A – B menjadi lebih panjang dan ditarik oleh pegas sehingga memutar poros jarum.

• Baik arus searah tersebut mengalir dari A – B maupun dari B ke A jarum tetap menyimpang kearah kanan, ini berarti prinsip ini dapat dipakai untuk arus searah dan bolak-balik.

Prinsip kawat panas dapat dipakai untuk arus searah dan atau bolak-balik.

Gambar - kawat panas

Keterangan : A & B = baut terminal m = kawat penarik

C = tempat pengikat n = tali penarik

D = ikatan tali x = kawat panas

P = pegas a = poros penggulung

Alat ukur sistem elektronikPada umumnya alat ukur elektronik adalah digital, karena penunjukannya berupa nilai angka,

maka penggunaan dalam pembacaan sangat sederhana, mudah dicerna.

Keuntungan alat ukur elektronik :

• Portable

• Kecermatan tinggi mencapai factor kesalahan 0,1 – 0,5 %

• Kedudukan atau posisi alat ukur tidak mempengaruhi penunjukan.

Kelemahannya.

• Dapat dipengaruhi oleh temperature ruangan yang tinggi

• Tidak boleh ditempatkan pada ruangan yang lembab / basah

• Harga relative mahal

ALAT UKUR DENGAN MENGGUNAKAN TRAFO-UKUR

• Alat ukur mempunyai keterbatasan untuk mengukur satuan listrik dengan besaran yang lebih besar, karena semakin tinggi besaran yang diukur secara langsung diperlukan peralatan dengan ukuran fisik yang lebih besar.

• Hal ini tentu tidak dimungkinkan, maka penggunaan alat bantu berupa trafo-ukur sangat diperlukan. Dengan demikian cara pembacaannya menjadi tidak langsung, karena harus dikalikan dengan perbandingan penurunan besaran listrik yang diakibatkan oleh trafo-ukur tsb.

• Ada 2 ( dua ) macam trafo ukur yang digunakan untuk pengukuran, yaitu trafo arus dan trafo tegangan .

• Trafo arus digunakan untuk menurunkan arus dengan perbandingan transformasi tertentu dan sekaligus mengisolasi peralatan ukur dari tegangan sistem yang diukur

• Trafo tegangan digunakan untuk menurunkan tegangan sistem dengan perbandingan transformasi tertentu.

Trafo arus

220 V.Ip ~ = Max 400 A

Ns : Np = Ip : Is => Ns : Np = a (perbandingan teoritis)Ns . Is = Np . Ip => Ip : Is = a (perbandingan praktis)

a = Ip : Is = 400 : 5 = 80Karena Np = 1, maka : Ns = a . Np = 80. Jadi Ip = Is . a = 5 x 80 = 400 A

BEBAN

ABEBAN

K L

S2

S1

IS = Max 5 A

CT