Telah
dilakukan percobaan penggunaan alat ukur VOM (volt-ohm
miliampermeter) dengan tujuan mempelajari karakteristik VOM pada
pegukuran tegangan searah, arus searah dan tegangan bolak balik serta
mengukur tegangan, hambatan dan arus dengan VOM meter. Pada percobaan
ini menggunakan alat ukur multitester analog, dimana menggunakan
prinsip ketika suatu kumparan dalam VOM dialiri arus listrik, akan
terjadi perbedaan fluks yang mengakibatkan timbul medan magnet. Medan
magnet yang mengenai kumparan akan membuat kumparan menjadi magnet
sementara, sehingga terjadi gaya lorentz yang tolak menolak karena
beda kutub, gaya tolak menolak magnet mengakibatkan pembelokan pada
jarum VOM. Pada percobaan ini menggunakan 2 resistor yang nilainya 20
kΩ dan 33 kΩ, dimana percobaan ini dilakukan tiga kali yaitu
dalam pengukuran tengangan searah, pengukuran arus searah, dan
pengukuran tegangan bolak-balik. Untuk pengukuran tegangan DC
rangkaian disusun seri dengan menggunakan 2 resistor, kemudian di
hubungkan dengan VOM dan menggunakan tegangan 6V,9V dan 12V serta
range VOM sebesar 10 dan 50. Pada pengukuran arus DC menggunakan
range VOM sebesar 25 dan 0,25 dengan tegangan 5V dan 9V. Pada
pengukuran tengangan AC, tegangan yang digunakan 12V,15V dan 18V
serta range VOM sebesar 50. VOM dapat menunjukkan hasil yang sesuai
dan teliti ketika range VOM yang dipakai sesuai dengan range sumber
yang digunakan.
Kata
Kunci— Arus, Tegangan AC, Tegangan
DC, VOM
I. PENDAHULUAN
VOM
(volt-ohm-miliampermeter) adalah peralatan listrik yang sering
dijumpai bila bekerja yang berhubungan dengan kelistrikan. Alat ini
bisa digunakan untuk mengukur harga resistan (tahanan), tegangan AC,
tegangan DC, dan arus DC. Berdasarkan fungsinya, alat ini terdiri
dari Amperemeter, Voltmeter dan Ohmmeter. Di dalam VOM terdapat
sebuah kumparan putar (moving coil d’Arsonval). Alat ini
menggunakan gerak d’Arsonval yaitu gerakan dasar kumparan putar
magnet permanen[1].
Alat ukur analog
dengan jarum penunjuk menggunakan prinsip kumparan putar, dimana
prinsip kerjanya adalah kawat tembaga dililitkan pada inti besi
berbentuk silinder yang membentuk sebuah kumparan dan diletakkan
diantara kutub-kutub sebuah magnet permanen berbentuk sepatu kuda
dengan potongan-potongan besi lunak yang menempel di atasnya. Pada
saat diberi arus listrik maka sisi kumparan yang dekat dengan kutub
utara dan kutub selatan mengalami gaya Lorentz yang sama tetapi
berlawanan arah, yang akan menyebabkan kumparan berputar dan arah
jarum menyimpang untuk menunjukkan pada skala tertentu. Angka yang
di tunjukkan pada skala menyatakan besar arus yang di ukur[5].
Amperemeter adalah
alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Amperemeter
bekerja sesuai dengan gaya Lorentz dan gaya magnetis. Aru syang
mengalir pada kumparan yang di selimuti medan magnet akan menimbulkan
gaya Lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar
arus yang mengalir, maka semakin besar pula simpangannya.
VOM yang bekerja sebagai ampermeter memiliki rangkaian
galvanometer yang dihubungkan parallel dengan resistor shunt dengan
hambatan R yang rendah seperti gambar 1.1 berikut
Gambar 1.1 VOM
sebagai Ampermeter
Voltmeter merupakan
alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Gaya megnetik
akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya
magnet tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter
bergerak saat ada gaya listrik. Ketika VOM sebagai alat ukur
voltmeter rangkaiannya adalah galvanometer yang dirangkai seri dengan
resistor yang mempunyai hambatan R yang tinggi seperti gambar 1.2
berikut.
Gambar 1.2 VOM
sebagai Voltmeter
Ohmmeter adalah
alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Pembacaan
Voltmeter, Amperemeter dan Ohmmeter ditunjukkan denga jarum penunjuk
skala galvanometer. Galvanometer bekerja dengan prinsip gaya antara
medan magnet dan kumparan kawat pembawa arus. Ketika VOM sebagai alat
ukur ohmmeter rangkaiannya adalah seperti gambar 1.3 berikut.
Gambar 1.3 VOM
sebagai Ohmmeter
Prinsip
kerja ammeter adalah menggunakan deleksi magnetik, dimana arus
melewati koil di sebuah medan mafnet dari magnet permanen yang
menciptakan tenaga putaran dan menyebabkan koil berputar searah jarum
jam. Jarak dari koil yang berputar adalah sebanding dengan arus DC.
Untuk pengukuran tegangan DC, nilai besar hambatan dihubungkan
secara seri dengan mikroammeter, dengan tujuan untuk membatasi arus
yang melewatinya. Tegangan yangdiperoleh dapat dihitung dari arus
yang mengalir dan nilai resistansi. Petunjuk pengukuran tegangan AC
sama dengan pengukuran tegangan DC. Sebuah pengoreksi diperlukan
untuk mengkonversi dari arus AC ke arus DC sebelum melewati
mikroammeter. Ini bisa dicapai dengan menggunakan dua dioda yang
dikalibrasi oleh dua resistor dengan tujuan untuk memberi nilai rms
secara benar untuk bentuk gelombang sinusoidal. Untuk pengukuran arus
DC, resistor lemah dihubungkan secara paralel dengan sebuah
mikroammeter dan kemudian pembagian arus diberikan untuk menghitung
nilai arus. Untuk pengukuran hambatan, baterai dimultimeter dan satu
set resistor digunakan untuk pengukuran. Ketika resistor dihubungkan,
rangkaian ditutup dan arus akan mengalir. Kemudian nilai hambatan
akan dapat dihitung[3].
Di dalam VOM
terdapat sebuah kumparan putar (moving coil d’Arsonval), sumber
tegangan berupa baterai dan resistor shunt. Saat VOM dialiri arus
listrik, maka akan menyebabkan terjadinya induksi elektromagnetik
pada kumparan sehingga menjadikan kumparan tersebut berputar.
Akibatnya kumparan menjadi magnet sementara dengan kutub polaritas
yang sama dengan magnet permanen sehingga terjadi tolak menolak.
Adanya tolak-menolak ini dapat menyebabkan jarum penunjuk dapat
bergerak. Pergerakan jarum penunjuk ini diimbangi oleh gaya pegas
yang ada pada VOM[2].
Resistor merupakan
komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Agar
dapat menggunakan resistor dengan baik kita perlu mengetahui beberapa
hal seperti bahan pembuatnya, nilai hambatan, toleransi, resapan
daya. Nilai hambatan suatu resistor ditenetukan oleh tebal dan
panjang lapisan. Untuk nilai hambatan yang tinggi lapisan karbon
dibuat berbentuk spiral. Resistor karbon menggunakan cincin sandi
warna yang dicatkan pada bahan resistor untuk menyatakan nilai
hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan 5% digunakan empat
buah cincin[4].
II. METODE
Langkah
awal dalam praktikum pengunaan alat ukur ini yaitu menyiapkan
alat-alat yang akan digunakan, yaitu sumber tegangan DC, multitester
atau VOM, resistor-resistor, dan transformator AC (VariAC). Percobaan
awal adalah pengukuran tegangan searah (DC). Langkah
awal yang harus dilakukan adalah peralatan dirangkai sama seperti
gambar 2.1, kemudian diberi tegangan DC yang bersumber dari power
supply sebesar 6V, 9V dan 12V yang akan disambungkan dengan resistor
RAB
20kΩ, dan resistor
RBC
33kΩ. Kemudian diukur besar
tegangan pada Rab dan Rbc, karena tegangan yang diberikan dari sumber
sebesar 6V, 9V dan 12V maka digunakan range pada VOM sebesar 10 dan
50V. Kemudian dihitung tegangan maksimum dan minimumnya. Sebelum itu
harus menghitung Rmax dan Rmin dengan menggunakan persamaan dibawah
ini:
Setelah
didapat Rmax dan Rmin, kemudian Setelah itu dihitung besar tegangan
maksimum dan minimum dengan persamaan:
Gambar
2.1 Rangkaian pada pengukuran tegangan DC
Percobaan
kedua adalah pengukuran arus searah (DC). Rangkaian disusun secara
seri dengan menggunakan sebuah resistor seperti gambar 2.2. Lalu
rangkaian dihubungkan dengan sumber arus dan alat ukur VOM. Tentukan
titik acuan ab dan bc serta ditentukan pula nilai tegangan yang akan
dipakai dan nilai range VOM. Kemudian dilakukan pengukuran terhadap
arus searah dan didapatkan nilai kuat arus dari alat ukur VOM. Nilai
resistor yang digunakan adalah 20 kΩ sebagai RAB dan 33
kΩ sebagai RBC ,dengan menaikkan tegangan dan range VOM.
Tegangan yang digunakan yaitu 5
V dan 9 V.
Kemudian dihitung besar Imin dan Imax pada rangkaian dengan
persamaan.:
Lalu
dihitung juga besar R dalamnya dengan menggunakan persamaan dibawah
ini:
Dimana
Rin adalah hambatan dalam, Rtot adalah hambatan total yang terdapat
pada rangkaian, dan R adalah hambatan yang terbaca pada rangkaian.
Gambar 2.2 Rangkaian
pada pengukuran arus DC
Untuk percobaan
ketiga yaitu pengukuran tegangan bolak-balik (AC) dengan menggunakan
2 buah resistor. dengan sumber arus dan alat ukur VOM. Tegangan AC
diukur yang terbaca pada titik ab dan ac seperti gambar 2.3. Dan
untuk pengukuran ini, digunakan persamaan (1) dan (2) untuk
mendapatkan Rmax dan Rmin kemudian untuk mencari Vmax dan Vmin
digunakan persamaan (3) dan (4).
Gambar
2.3 Rangkaian Pada Pengukuran Tegangan AC
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasakan percobaan
yang telah dilakukan, maka diperoleh hasil pengukuran tegangan searah
dengan RAB (20±5%)kΩ dan RBC (33±5%) kΩ,
arus searah (DC) dengan variasi tegangan sumber 5V dan 9V, dengan
range untuk VOM pada tegangan sumber 5V adalah 0.25 dan 9V digunakan
range VOM 25.. Data percobaan dapat dilihat dalam table dibawah ini.
3.1 Pengukuran
tegangan DC
Pada percobaan
pengukuran tegangan DC didapatkan data sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil
Pengukuran Tegangan DC pada Vab
No.
|
ԑ (V)
|
Range
VOM
|
Vab
(V)
|
Error
|
||
Vukur
(V)
|
Vmin
(V)
|
Vmaks
(V)
|
||||
1
|
6
|
10
|
1.8
|
1.163
|
1.078
|
0.518
|
1.8
|
1.163
|
1.078
|
0.518
|
|||
1.8
|
1.163
|
1.078
|
0.518
|
|||
2
|
9
|
10
|
2.6
|
1.679
|
1.557
|
0.536
|
2.6
|
1.679
|
1.557
|
0.536
|
|||
2.6
|
1.679
|
1.557
|
0.536
|
|||
3
|
12
|
50
|
4
|
2.583
|
2.395
|
0.465
|
4
|
2.583
|
2.395
|
0.465
|
|||
4
|
2.583
|
2.395
|
0.465
|
|||
Tabel
2. Hasil Pengukuran Tegangan DC pada Vbc
No.
|
ԑ (V)
|
Range
VOM
|
Vbc
(V)
|
Error
|
||
Vukur
|
Vmin
|
Vmaks
|
||||
1
|
6
|
10
|
2.4
|
0.963
|
0.850
|
0.06
|
2.4
|
0.963
|
0.850
|
0.06
|
|||
2.4
|
0.963
|
0.850
|
0.06
|
|||
2
|
9
|
10
|
2.8
|
1.123
|
0.992
|
0.176
|
2.8
|
1.123
|
0.992
|
0.176
|
|||
2.8
|
1.123
|
0.992
|
0.176
|
|||
3
|
12
|
50
|
7
|
2.808
|
2.479
|
0.546
|
7
|
2.808
|
2.479
|
0.546
|
|||
7
|
2.808
|
2.479
|
0.546
|
|||
3.2
Pengukuran Arus DC
Pada
percobaan pengukuran arus DC di peroleh data sebagai berikut:
Tabel
3. Hasil Pengukuran Arus DC
No
|
ԑ (V)
|
Range
VOM (mA)
|
I
(mA)
|
Rin
(kΩ)
|
Error
|
||
I
ukur
|
I
min
|
I
maks
|
|||||
1
|
5
|
0.25
|
0.00024
|
0.0002
|
0.00026
|
1.042
|
0.04
|
0.00024
|
0.0002
|
0.00026
|
1.042
|
0.04
|
|||
0.00024
|
0.0002
|
0.00026
|
1.042
|
0.04
|
|||
2
|
9
|
25
|
0.0005
|
0.0004
|
0.00047
|
0.9
|
0.111
|
0.0005
|
0.0004
|
0.00047
|
0.9
|
0.111
|
|||
0.0005
|
0.0004
|
0.00047
|
0.9
|
0.111
|
|||
3.3
Pengukuran Tegangan AC
Pada
percobaan pengukuran tegangan AC di dapatkan data sebagai berikut:
Tabel
4. Hasil Pengukuran Tegangan AC pada Vab
No.
|
ԑ (V)
|
Vab
|
Error
|
||
Vukur
(V)
|
Vmin
(V)
|
Vmaks
(V)
|
|||
1
|
12
|
4
|
2.583
|
2.395
|
0.606
|
12
|
4
|
2.583
|
2.395
|
0.606
|
|
12
|
4
|
2.583
|
2.395
|
0.606
|
|
2
|
15
|
5
|
3.229
|
2.994
|
0.606
|
15
|
5
|
3.229
|
2.994
|
0.606
|
|
15
|
5
|
3.229
|
2.994
|
0.606
|
|
3
|
18
|
8
|
5.167
|
4.791
|
0.606
|
18
|
8
|
5.167
|
4.791
|
0.606
|
|
18
|
8
|
5.167
|
4.791
|
0.606
|
|
Tabel
5. Pengukuran Tegangan Ac pada Vbc3
No.
|
ԑ (V)
|
Vbc
|
Error
|
||
Vukur
(V)
|
Vmin
(V)
|
Vmaks
(V)
|
|||
1
|
12
|
7
|
2.808
|
2.479
|
0.5
|
12
|
7
|
2.808
|
2.479
|
0.5
|
|
12
|
7
|
2.808
|
2.479
|
0.5
|
|
2
|
15
|
9
|
3.610
|
3.187
|
0.6
|
15
|
9
|
3.610
|
3.187
|
0.6
|
|
15
|
9
|
3.610
|
3.187
|
0.6
|
|
3
|
18
|
10
|
4.011
|
3.541
|
0.5
|
18
|
10
|
4.011
|
3.541
|
0.5
|
|
18
|
10
|
4.011
|
3.541
|
0.5
|
|
Dari
data hasil percobaan dan perhitungan diatas dapat terlihat bahwa
bahwa untuk data tegangan pada hambatan AB dan BC dapat dianalisa
bahwa semakin besar hambatannya maka semakin besar pula tegangannya
karena namun pada besar arus I pada data dapat dianalisa bahwa
semakin besar tegangan sumber maka semakin besar aris listriknya .
Untuk analisa perhitungan dapat dianalisa bahwa yang pertama tentang
Vmin dan Vmaks serta Imin dan Imaks dapat dianalisa bahwa nilai
tersebut dapat digunakan sebagai validasi.Adapun V min dan Vmax serta
I min dan I max dapat digunakan sebagai ketelitian dan kebenaran data
ukur untuk tegangan maupun arus. Ketika data sesuai dengan range
antara batas minimal dan maksimal maka dapat dikatakan bahwa data itu
adalah data yang benar karena harga V min dan V maks bergantung pada
besar toleransi resistor tersebut. Dalam
penggunan multimeter maka harus bisa menentukan range nya terlebih
dahulu. Penentuan range ini jangan sampai suatu besaran yang kita
cari sangat kecil atau melebihi dari range yang ditentukan, sehingga
error yang terjadi sangat besar jika nilai yang ingin dicari sangat
jauh dari rangenya. Pada pengukuran hambatan dalam pada
rangkaian diperoleh hasil yang berbeda-beda. Hal ini dikarenakan
hambatan dalam (R in) pada VOM menyesuaikan dengan arus yang diukur.
Ketika arus besar, maka R in-nya kecil sehingga jarum penunjuk pada
VOM hanya mengalami penyimpangan yang cukup kecil.
Untuk
perhitungan nilai error bila dihubungkan dengan tegangan dan arus,
dengan nilai batas Vmax dan Vmin, bahwa data yang memiliki error
besar yang telah keluar dari batas range V max dan V min. Hal ini
terjadi terutama karena kesalahan pembacaan dan penggunaan skala
range. Semakin tepat penggunaan akan semakin akurat pembacaannya dan
tidak akan keluar dari batas Vmax dan Vmin.
IV.
KESIMPULAN
Dari
percobaan penggunaan alat ukur yang telah dilakukan dapat ditarik
kesimpulan bahwa karakteristik dari VOM dapat mengukur arus DC,
Tegangan DC dan tegangan AC. VOM pengukur DC mempunyai kepekaan yang
lebih tinggi daripada untuk mengukur tegangan AC, untuk itu pada
tegangan AC digunakan penyearah tegangan dan penggunaan VOM untuk
mengukur tegangan diparalel dengan R, sedangan untuk mengukur arus,
VOM diseri dengan R serta untuk mengukur hambatan, VOM diparalel
dengan R tanpa dihubungkan dengan sumber tegangan.
DAFTAR PUSTAKA
Cooper,
William David.1994. Instrumentasi
Elektronik dan Teknik Pengukuran.
Jakarta:Erlangga.
Giancoli, Douglas.
2001. FISIKA. Jakarta: Erlangga
Sadiku,
Alexander.2007. Fundamentals of Electric
Circuit. USA :Mc
Graw-Hill Company
Sutrisno. 1986.
ElektronikaTeori Dasar dan Penerapannya. Bandung: ITB.
No comments:
Post a Comment