Alat Ukur Untuk Mengukur Listrik Dinamis

  • 4 min read
  • Apr 23, 2020
alat ukur listrik dinamis

1. Pengertian Listrik Dinamis

Pembahasan tentang listrik terbagi dalam dua jenis yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Listrik statis membahas tentang muatan listrik yang diam. Sedangkan listrik dinamis membahas tentang muatan listrik yang bergerak yang dapat menyebabkan timbulnya arus listrik. Dalam artikel ini akan mempelajari alat ukur listrik dinamis, akan tetapi pembahasan kuantitatifnya lebih diperluas.

Dalam kehidupan sehari-hari perlu diketahui bahwa di antara lampu-lampu pijar 50 watt, 100 watt, dan 150 watt. Lampu pijar 50 watt akan berpijar paling redup sedangkan lampu 150 watt akan berpijar paling terang.

Tetapi apabila saat ketiga lampu tersebut disusun secara seri dan dihubungkan ke sebuah sumber tegangan. Maka lampu 50 watt justru berpijar paling terang. Sedangkan lampu 150 watt justru berpijar paling redup.

Tegangan listrik sering disebut juga dengan potensial listrik. Arus listrik adalah aliran partikel-partikel bermuatan positif yang melalui sebuah konduktor. Walaupun sesungguhnya yang mengalir melalui konduktor adalah elektron-elektron yang bermuatan negatif.

Arus listrik hanya mengalir dalam suatu rangkaian yang tertutup. Rangkaian tertutup adalah suatu rangkaian yang jalannya mulai dari suatu titik, berkeliling dan akhirnya kembali lagi ke titik tersebut. Kuat arus listrik disebabkan oleh adanya beda tegangan listrik antara dua titik dalam rangkaian tertutup.

Arah kuat arus listrik mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Ada cara untuk mempertahankan agar antara dua titik dalam rangkaian selalu memiliki beda potensial. Yaitu dengan menyediakan sumber tegangan listrik. Seperti batu baterai, generator listrik, aki dan lain sebagainya yang berfungsi untuk memompa mengalirkan elektron.

2. Kejutan Listrik (Sengatan Listrik)

Burung yang bertengger di atas kawat terentang bertegangan listrik. Maka burung tersebut tidak akan terkena kejutan listrik atau tersengat listrik. Hal tersebut terjadi akibat arus listrik (i) mengalir melalui kawat bertegangan pada kedua telapak kaki burung (gambar a).

kejutan listrik
Gambar burung yang terkena kejutan listrik

Karena kedua kaki burung berdiri atau bertengger pada tegangan yang sama (VA = VB). Maka tubuh burung tidak dilalui oleh arus listrik. Dengan kata lain burung tidak terkena kejutan listrik.

Seandainya kawat putus dan burung tetap bertengger pada kawat saat kawat listrik menyentuh tanah. Maka hal yang akan terjadi adalah kaki A dari burung mempunyai tegangan sedang kaki B tidak mempunyai tegangan (bertegangan nol). Kaki B tidak mempunyai tegangan karena kaki B berhubungan dengan tanah yang memiliki potensial nol (gambar b).

Arus listrik akan mengalir dari kaki A yang bertegangan ke kaki B yang bertegangan nol melalui badan burung. Karena ada beda tegangan antara kedua kaki burung. Sehingga burung akan segera hangus karena terkena kejutan listrik tersebut.

3. Alat Ukur Listrik Dinamis

Ada tiga jenis alat ukur listrik dinamis, yaitu : voltmeter, amperemeter dan ohmmeter. Alat untuk mengukur tegangan listrik disebut voltmeter. Sedangkan untuk mengukur arus listrik disebut amperemeter.

Dan untuk mengukur hambatan listrik disebut ohmmeter. Voltmeter, amperemeter dan ohmmeter terdiri dari dua jenis yaitu jenis analog dan jenis digital.

alat ukur listrik dinamis
Gambar alat ukur listrik dinamis

3.1 Alat Ukur Arus Listrik

Alat untuk mengukur arus yang mengalir melalui suatu komponen listrik disebut amperemeter. Dalam rangkaian listrik dinamis, amperemeter diberi simbol (A). Pengukuran menggunakan amperemeter tidak seperti pengukuran dimensi panjang atau waktu.

Pada pengukuran amperemeter harus merangkai terlebih dahulu amperemeter ke rangkaian listrik dengan benar. Amperemeter harus dirangkai secara seri dengan komponen yang akan diukur arusnya. Pastikan bahwa kutub-kutub positif amperemeter dan baterai serta kutub-kutub negatif keduanya telah saling dihubungkan dengan kabel.

rangkaian amperemeter
Gambar rangkaian amperemeter mengukur kuat arus resistor

Perhatikan bahwa arus listrik harus mengalir masuk ke kutub positif dan meninggalkan amperemeter melalui kutub negatif. Biasanya kutub positif diberi tanda (+) atau diberi warna merah. Dan kutub negatif diberi tanda (-) atau diberi warna hitam.

Apabila dihubungkan dengan cara terbalik maka jarum penunjuk akan menyimpang dalam arah kebalikan. Hal ini dapat menyebabkan jarum membentur sisi tanda nol dengan gaya yang cukup besar sehingga dapat merusak amperemeter. Tetapi jika menggunakan amperemeter jenis digital yang memiliki polaritas otomatis (autopolarity), maka hubungan dengan polaritas terbalik tidaklah masalah.

Amperemeter akan tetap memberikan bacaan yang benar. Hanya tanda negatif ditampilkan di depan angka yang menunjukkan bahwa hubungan polaritas ke meter adalah terbalik.

Perlu diperhatikan untuk memasang amperemeter seri dengan komponen yang akan diukur mempunyai kuat arus yang tinggi. Rangkaian kabel harus dipotong untuk dapat menyisipkan amperemeter pada potongan tersebut. Selain karena polaritas yang tidak benar, banyak juga amperemeter yang rusak karena rangkaian kabel tidak dipotong.

Sebagai contoh jika rangkaian tidak dipotong melainkan kutub-kutub (+) dan (-) amperemeter langsung dihubungkan ke ujung-ujung resistor. Arus besar yang tidak normal akan mengalir ke amperemeter yang mengakibatkan amperemeter rusak berat.

Basicmeter

Amperemeter mempunyai angka skala terkecil untuk mengetahui ketelitian dari amperemeter tersebut. Umumnya amperemeter yang digunakan adalah sebuah basicmeter. Basicmeter memiliki beberapa batas ukur atau range dan dapat digunakan untuk mengukur arus dan tegangan searah (tegangan DC).

alat ukur listrik dinamis basicmeter
Gambar basicmeter

Pada basicmeter misalnya ada sembilan terminal. Empat terminal hitam di sebelah kiri untuk arus (I) dan empat terminal merah di sebelah kanan untuk tegangan (V). Dan satu terminal di sisi tengah bawah adalah kutub negatif baik untuk arus atau tegangan.

Tegangan mempunyai batas ukur : 0 – 100 mV – 1 V – 10 V – 50 V. Dan arus mempunyai batas ukur : 0 – 10 mA – 100 mA – 1A – 5A.

Misalkan apabila menghubungkan batas pengukuran 1 A ke sebuah rangkaian. Jarak antar gores panjang 0 dan 20 menunjukkan (20/100) x 1 A = 0,2 A. Terdapat 10 skala antar gores panjang 0 dan 20.

Hal ini berarti skala terkecil basicmeter adalah (1/10) x 0,2 A = 0,02 A. Untuk batas pengukuran 0 A sampai 1 A ketelitian basicmeternya adalah setengah dari skala terkecilnya. Yaitu (1/2) x 0,02 A = 0,01 A.

3.2 Alat Ukur Tegangan Listrik

Seperti halnya dengan alat ukur arus, alat ukur tegangan juga tidak langsung dapat digunakan untuk mengukur tegangan. Alat untuk mengukur tegangan dinamakan voltmeter. Dalam rangkaian listrik dinamis diberi simbol (V).

rangkaian voltmeter alat ukur listrik dinamis
Gambar rangkaian voltmeter mengukur tegangan resistor

Voltmeter harus dihubungkan secara paralel pada komponen listrik yang akan diukur tegangannya. Ada hal yang perlu diperhatikan saat memasang voltmeter dalam suatu rangkaian. Perhatikan bahwa titik yang memiliki potensial lebih tinggi harus dihubungkan ke kutub positif (+) atau merah.

Dan titik yang memiliki potensial lebih rendah harus dihubungkan ke kutub negatif (-) atau hitam. Jika dihubungkan dengan polaritas terbalik maka jarum penunjuk akan menyimpang sedikit di kiri tanda nol. Apabila hal ini terjadi pada saat pengukuran maka periksalah hubungan polaritas dalam rangkaian tersebut.

Berbeda dengan amperemeter, untuk memasang voltmeter tidak perlu memotong rangkaian. Cukup langsung menghubungkan ujung-ujung komponen yang akan diukur beda potensialnya ke kutub-kutub voltmeter dengan polaritas yang benar. Pada gambar di bawah menunjukkan pengukuran tegangan pada ujung-ujung tiap resistor.

pengukuran beda potensial resistor pada alat ukur listrik dinamis
Gambar mengukur beda potensial pada ujung-ujung resistor

Perhatikan polaritas dari tiap hubungan. Tegangan pada R1 diukur dengan cara kutub-kutub voltmeter dihubungkan ke ujung-ujung R1. Tegangan pada R2 diukur dengan cara kutub-kutub voltmeter dihubungkan ke ujung-ujung R2.