Pengukuran hambatan rendah dan tinggi secara akurat dan presisi

Latar belakang

• Meskipun ohmmeter dapat digunakan namun terkadang kurang akurat.• Besarnya hambatan dapat

ditentukan dengan metode ampermeter dan voltmeter namun selalu timbul kesalahan.

Metode pengukuran

• Pengukuran hambatan secara presisi dapat dilakukan pada data-data dengan range sedang dengan menggunakan metode jembatan wheatstone.

• Pengukuran hambatan yang sangat rendah membutuhkan ampermeter dengan hambatan yang sangat rendah ( jembatan kelvin).

• Pada pengukuran hambatan yang sangat tinggi (hambatan insulasi) membutuhkan tegangan yang besar,ampemeter dengan hambatan kecil dan teknik khusus yang dapat memisahkan permukaan yang bocor dari volume hambatan .

Metode Voltmeter dan Ampermeter

• Metode ini dapat digunakan untuk menentukan nilai hambatan dengan menggunakan hukum Ohm .

• Meskipun hasilnya cukup akurat namun pasti ada kesalahan yang timbul.

Voltmeter dihubungkan melintasi beban

• Pada pengukuran di samping voltmeter mengukur tegangan yang melintasi beban, namun ampermeter menunjukkan nilai hambatan beban ditambah arus pada voltmeter.

• Nilai R sebenarnya adalah R = Vx/Inamun jika Ix sangat kecil maka kesalahannya dapat diabaikan.

• Rangkaian tersebut akan dapat mengukur R secara akurat jika nilai R jauh lebihkecil dari nilai hambatan dalam voltmeter sehingga Ix dapat diabaikan terhadap I

Voltmeter dihubungkan melintasi catu daya

• Voltmeter menunjukkan tegangan beban (vx) ditambah tegangan pada ampermeter sehingga nilai hambatannya bebannya adalah

• Rangkaian di atas merupakan rangkaian yang paling cocok dipakai untuk nilai R sangat tinggi dibandingkan nilai hambatan ampermeter karena VA jauh lebih kecildibandingkan nilai Vx

Teknik penggunaan

• Rangkaikan rangkaian pada rangkaian voltmter dihubungkan melintasi beban.

• Secara hati-hati catat nilai ampermeter kemudian lepaskan hubungan voltmeter, jika pembacaan voltmeter tidak berubah dengan diputuskannya voltmeter maka I jauh lebih kecil dari Ix maka metode ini sudah tepat.

• Jika pembacaan ampermeter berubah (menurun ) dengan diputuskannya voltmeter maka I tidak lebih kecil dari Ix, pada keadaan ini metode voltmeter yang dihbungkan melintasi catu daya adalah metode yang paling tepat.

Contoh 1

Hambatan suatu resistor diukur dengan metode voltmeter yang dihubungkan melintasi catu daya. Jika arus yang terbaca adalah 0,5 A dan voltmeter menunjukkan 500 V. Jika hambatan dalam ampermeter Ra = 10 Ω, voltmeter dipilih pada range 1000 V dengan sensitivitas 10 kΩ/V, tentukan nilai R

Penyelesaian

Vx + VA = 500 VI = 0,5 A

R = 1000 Ω -RaR = 1000 Ω - 10 ΩR = 990 Ω

Contoh soal 2

Hambatan suatu resistor diukur dengan metode voltmeter yang dihubungkan melintasi beban. Jika hambatan dalam ampermeter Ra = 10 Ω, voltmeter dipilih pada range 1000 V dengan sensitivitas 10 kΩ/V, R sebenarnya adalah 990 Ω, tentukan pembacaan ampermeter dan voltmeternya jika tegangan sumbernya adalah 500 V?

Penyelesaian

R v = 1000 V x 10 kΩ/V = 10 MΩRv||R = 10 M Ω || 990 Ω

= 989,9 Ω Jika tegangan catu daya adalah 500 V,maka pembacaan

voltmeter adalah

Sedangkan pembacaan ampermeter adalah

Contoh soal 3

Berdasarkan contoh soal 1 dan 2, tentukan rangkaian yang akan memberikan pembacaan yang paling akurat jika Ra dan Rv diabaikan

Penyelesaian

• Berdasarkan contoh soal 2, pembacaan voltmeter adaah 495 V sedangkan pembacaan ampermeter adalah 0,5 A sehingga nilai R= 990 Ω.

• Berdasarkan soal 1, pembacaan voltmeter adalah 500 V dan pembacaan ampermeter adalah 0,5 A sehingga nilai R = 1000 Ω.

• Berdasarkan hasil ini disimpulkan bahwa metode voltmeter yang dihubungkan melintasi beban memberikan hasil yang lebih akurat.