LAPORAN PRAKTIKUM

ALAT UKUR DAN PENGUKURAN

PERANCANGAN AMPERMETER DC SEDERHANA

4 Oktober 2012

Kelompok : 3

Nama : Heryadi Kusumah

Partner : Kenny Akbar Islami

Maria Goriety P

Miantami H S P

Program Studi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elekttro

Politeknik Negeri Bandung

2012/2013

MERANCANG AMPERMETER DC

I. Tujuan percobaan

Merancang sebuah ampermeter sederhana dengan menggunakan kumparan

putar dan menghitung tahanan shunt yang diperlukan.

Mengukur tahanan dalam ampermeter tersebut untuk setiap batas ukur.

Melakukan pengujian dan kalibrasi ampermeter hasil rancangan.

II. Teori Dasar

Dalam percobaan ini, kita akan merancang sebuah Ampermeter DC sederhana

dengan menggunakan sebuah kumparan putar. Untuk dapat merancang

ampermeter dari sebuah kumparan putar, ada dua parameter dari kumparan putar

yang harus diketahui, yaitu tahanan dalam kumparan putar (Rm) dan arus

simpangan maksimum ( I fs ). Apabila kedua parameter ini tidak diketahui, kita

dapat melakukan pengukuran untuk memperoleh nilai-nilai tersebut.

Tanpa menambahkan rangkaian lain didepannya, sebuah kumparan putar hanya

dapat mengukur arus dc sebesar arus simpangan maksimumnya, I fs . Untuk

memperbesar kemampuan batas ukurnya, maka kita perlu menambahkan tahanan

shunt didepan rangkaian kumparan putar seperti yang ditunjukkan pada gambar 1

berikut ini.

Gambar 1. Kumparan putar dengan tahanan shunt.

Berikut ini adalah persamaan untuk menghitung tahanan shunt yang diperlukan

untuk memperbesar batas ukur (BU) dari sebuah ampermeter.

Rsh=I fs x Rm

IBU - Ifs

dimana :

Rsh= tahanan shuntI fs = arus simpangan maksimum dari kumparan putarRm = tahanan dalam kumparan putar

IBU = arus batas ukur dari ampermeter

III. Alat dan Bahan

1. 1 kumparan putar

2. 1 catu daya variabel

3. 1 digital voltmeter

4. potensiometer, 10 k, 1 k, 100

5. Resistor , 1 k dan 2,2 k

IV. Langkah percobaan

1. Hitunglah tahanan shunt yang diperlukan untuk perancangan ampermeter

dengan tiga batas ukur, 0,5 mA, 1 mA dan 5 mA seperti pada gambar berikut.

Gambar 2. Rancangan ampermeter.

2. Lakukan pengujian pada hasil rancangan tersebut dengan cara memberikan

arus maksimum sesuai dengan batas ukurnya, dengan langkah sebagai berikut.

(a) Buatlah rangkaian seperti pada gambar berikut, Vs mula-mula pada nilai

minimum (0 volt). Untuk mendapatkan Rsh1 dapat digunakan

potensiometer yang ada, kemudian di set pada nilai tahanan yang sesuai

dengan hasil perhitungan.

Hati-hati dalam pemakaian kumparan putar, pastikan bahwa

arus yang lewat kumparan putar tidak melebihi arus simpangan

maksimumnya !!!

Gambar 3. Pengujian untuk batas ukur 0.5 mA

(b) Naikkan sumber tegangan Vs perlahan-lahan sampai jarum kumparan

putar menunjukkan simpangan maksimum. Ini berarti bahwa arus yang

lewat pada ampermeter rancangan saudara besarnya sama dengan nilai

Batas Ukur-nya yaitu 0,5 mA..

(c) Catat arus yang dibaca pada Ampermeter standar, IA (kalibrator),

kemudian bandingkan dengan penunjukkan arus pada ampermeter

rancangan saudara.

(d) Hitung persen kesalahan yang terjadi dan catat pada tabel yang sudah

disediakan. Persen kesalahan dihitung sebagai berikut:

Persen kesalahan =I A - IBU

I Ax 100%

(e) Lakukan pengujian yang sama untuk batas ukur yang lainnya (1 mA, dan

5 mA) seperti langkah (a) s/d (d) diatas.

Gambar rangkaiannya adalah sebagai berikut.

Gambar 4. Pengujian untuk batas ukur 1 mA dan 5 mA.

3. Lakukan pengukuran tahanan dalam dari meter rancangan saudara sebagai

berikut.

(a) Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah dengan tahanan potensiometer

R pada nilai maksimum, dan Vs pada nilai minimum (0 volt).

(b) Naikkan tegangan Vs = 1 volt, kemudian turunkan R potensiometer

perlahan-lahan sampai jarum kumparan putar menunjukkan simpangan

maksimum. Ukur dan catat nilai ini sebagai R1 .

(c) Naikkan R potensiometer perlahan-lahan sampai jarum kumparan putar

menunjukkan setengah skala, kemudian ukur dan catat nilai R

potensiometer sebagai R2.

(d) Maka tahanan dalam ampermeter rancangan kita adalah:

Rm = R2 – R1

(e) Lakukan langkah (a) s/d (d) untuk pengukuran batas ukur yang lainnya.

Catatan: Jangan melepaskan Rsh dari rangkaian sebelum saudara

melepaskan tegangan sumber V !!

(f) Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan yang saudara buat.

V. Tabel hasil pengukuran / perhitungan

Diketahui :

Ifs = 50.10-6 A

Rm = 4.6 Ω

n1 : 0,5.10−3

50.10−6 = 10

n2 : 1.10−3

50.10−6 = 20

n3 : 5.10−3

50.10−6 = 100

Rsh 5 mA = 4,6

100−1 = 46.76 Ω

1 mA = 4,6

20−1 = 242 Ω

0.5 mA = 4,6

10−1 = 510 Ω

Persen Kesalahan

5 mA = 5.5−5

5,5 ×100% = 7.06 %

1 mA = 1.075−1

1,075 ×100 % = 6,97 %

0.5 mA = 0.525−0.5

0.525 ×100% = 4,76 %

No Tahanan

Shunt

(perhitungan)

Arus

Batas Ukur

( IBU )

Arus meter

Standar IA

(kalibrator)

Persen

Kesalahan

%

Tahanan

Dalam

(Ohm)

1

2

3

510 Ω

242Ω

46 Ω

0.5 mA

1 mA

5 mA

0.525 mA

1.075 mA

5.5 mA

4,76%

6,97 %

7.06 %

4.63 KΩ

VI. Analisa dan Jawab Pertanyaan

Dari data tabel dan perhitungan diatas dapat diamati bahwa semakin besar

batas ukur maka semakin besar pula presentase kesalahan atau dapat

dikatakan berbanding lurus, semakin besar nilai tahanan shunt semakin kecil

persen kesalahannya.

Jawab Pertanyaan :

1. Apa yang saudara lakukan agar sebuah kumparan putar bisa dipakai

untuk mengukur arus dc diatas kemampuan arus maksimum dari

kumparan putar ?

Jika kita ingin megukur arus dc yang melebihi arus maksimum dari

sebuah kumparan putar kita tidak bisa mengukur arus tersebut, karena

sebuah kumparan putar hanya mampu menghasilkan nilai 50 mikro

Amper, namun jika kita ingin mengukur nilai arus yang maksimum dan

pada pengukuran belum menunjukkan arus maksimum kita bisa

menaikkan tegangan rangkaian agar sebuah kumparan putar

menunjukkan nilai maksimum yakni 50 mikro Amper.

2. Mengapa kita perlu mengetahui tahanan dalam dari sebuah ampermeter,

bagaimana pengaruhnya pada pengukuran ?

Karena tahanan dalam dari ampermeter berpengaruh terhadap hasil

pengukuran, nilai tahanan dalam diperlukan untuk mengetahui nilai

tahanan shunt dari sebuah ampermeter. Dan pengaruhnya sangat

berakibat pada nilai tahanan yang cukup signifikan. Karen jika nilai

tahanan dalamnya besar maka tahanan shuntnya akan memiliki nilai yang

besar.

3. Tuliskan kesimpulan untuk percobaan ini !

Dari data tabel dan perhitungan diatas dapat diamati bahwa semakin

besar batas ukur maka semakin besar pula presentase kesalahan atau

dapat dikatakan berbanding lurus, semakin besar nilai tahanan shunt

semakin kecil persen kesalahannya.

VII. Kesimpulan

Dari pecobaan diatas dapat disimpulkan bahwa :

1. Merancang amperemeter bisa dengan menggunakan kumparan putar.

2. Tahanan shunt yang dibutuhkan dalam rancangan amperemeter sederhana

bisa didapatkan dari hasil kali arus simpangan maksimum dan tahanan

dalam kumparan yang dibagi dengan batas ukur amperemeter dikurangi

arus simpangan

3. Semakin besar batas ukur maka semakin besar pula presentase kesalahan

atau dapat dikatakan berbanding lurus, semakin besar nilai tahanan shunt

semakin kecil persen kesalahannya.