BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Pada alat kumparan putar jenis magnet permanen ,jarum penunjuk meter akan berhenti

apabila torsi penyimpang dan torsi kontrol sama besarnya, sehingga torsi penyimpang

sebanding dengan arus yang mengalir.Karena alat ukur kumparan putar jenis magnet

permanent bekerja berdasarkan gaya Lorentz maka torsi penyimpang yang terjadi apabila arus

yang melewati kumparan menimbulkan gaya dikedua sisinya .hal ini sebanding apabila arus

yang melalui kumparan 1 ampere maka magnitude gaya akan ditimbulkan pada tiap sisi

kumparan.

Apabila kumparan dipasang pegas-pegas pengatur ,maka torsi elektromagnetik akan

membangkitkan torsi mekanik pegas yang arahnya berlawanan sehingga kumparan tersebut

dapat berputar. Pada saat terjadi kesetimbangan torsi ,kumparan defleksi dengan sudut

tertentu .bresarnya sudut defleksi ditunjukan oleh jarum penunjuk sehingga dapat ditera antara

arus listrik dan sudut defleksinya. Dan aplikasinya terdapat pada galvanometer arus searah,

fluks meter galvanometer balistik dll.

Dalam penulisan makalah ini penulis akan memaparkan tentang galvanometer jenis

balistik dan suspensi serta menjelaskan beberapa aspek penting yang terdapat pada

galvanometer.

1.2 BATASAN MASALAH

Makalah ini membahas tentang beberapa jenis dari Galvanometer. Dalam makalah ini

dijelaskan tentang prinsip kerjanya serta bagian-bagiannya, dan menjelaskan beberapa aspek

penting yang terdapat pada galvanometer.

1.3 TUJUAN

1. Mempelajari tentang galvanometer balistik.

2. Mempelajari tentang galvanometer suspensi.

3.Mengetahui prinsip kerja Galvanometer

1

4. Mengetahui tentang Defleksi Galvanometer dalam Keadaan Mantap (Steady State

deflection ).

5. Mengetahui tentang sifat dinamik galvanometer.

6. Mengetahui tentang mekanisme redaman.

7. Mengetahui tentang gerak d’ Arsonval ( d’ Arsonval movement )

8. Mengetahui tentang sensitivitas galvanometer.

1.4 METODE PENULISAN

Untuk mendapatkan data dan informasi yang diperlukan, penulis menggunakan metode

kepustakaan, yaitu pada metode ini, penulis membaca buku-buku dan literatur serta mencari

informasi di internet yang berhubungan dengan penulisan makalah ini yaitu Galvanometer.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN GALVANOMETER

Istilah galvanometer diambil dari seorang yang bernama Luivi Galvani. Penggunaan

galvanometer yang pertama kali dilaporkan oleh Johann Schweigger dari Universitas Halle di

Nurremberg pada 18 september 1820. Andre-Marie Ampere adalah seorang yang memberi

kontribusi dalam mengembangkan galvanometer. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk

penunjuk analog arus searah, dimana arus yang diukur merupakan arus-arus kecil misalnya

yang diperoleh pada pengukuran fluks magnet.

Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan beda

potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat

arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karena komponen-komponen

internalnya yang tidak mendukung . Gambar dibawah ini memperlihatkan bahwa

galvanometer hanya dapat mengukur arus maupun tegangan yang relative rendah.

Tegangan yang diukur sekitar 1 volt

3

Tegangan yang diukur sekitar 24 volt, dan galvanometer RUSAK!

Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik

yang besar, jika pada galvanometer tersebut dipasang hambatan eksternal (pada voltmeter

disebut hambatan depan, sedangkan pada ampermeter disebut hambatan shunt).

2.1.1 GALVANOMETER dengan HAMBATAN SHUNT

Galvanometer dengan hambatan shunt adalah ampermeter. Dalam pemasangannya,

ampermeter ini harus dihubungkan paralel dengan sebuah hambatan shunt Rsh. Pemasangan

hambatan shunt ini tidak lain bertujuan untuk meningkatkan batas ukur galvanometer agar

dapat mengukur kuat arus listrik yang lebih besar dari nilai standarnya.

Pemasangan Galvanometer dengan hambatan shunt

Ketika arus mengalir melalui kumparan yang dilingkupi oleh medan magnet akan

timbul gaya lorentz yang menggerakkan jarum penunjuk hingga menyimpang. Apabila arus

yang melewati kumparan agak besar, maka gaya yang timbul juga akan membesar sedemikian

sehingga penyimpangan jarum penunjuk juga akan lebih besar. Demikian sebaliknya, ketika

kuat arus tidak ada maka jarum penunjuk akan dikembalikan ke posisi semula oleh sebuah

pegas.

2.1.2 GALVANOMETER dengan HAMBATAN DEPAN (MULTIPLIER)

Galvanometer dengan hambatan depan adalah voltmeter. Sebuah galvanometer dan

sebuah hambatan eksternal Rx yang dipasang seri. Adapun tujuan pemasangan hambatan Rx

ini tidak lain adalah untuk meningkatkan batas ukur galvanometer, sehingga dapat digunakan

untuk mengukur tegangan yang lebih besar dari nilai standarnya.

4

Pemasangan Galvanometer dengan hambatan depan (multiplier)

Fungsi multiplier adalah menahan arus agar tegangan yang terjadi pada galvanometer

tidak melebihi kapasitas maksimum, sehingga sebagian tegangan akan berkumpul pada

multiplier. Dengan demikian kemampuan mengukurnya menjadi lebih besar.

2.2 PRINSIP DAN CARA KERJA GALVANOMETER

Prinsip Kerja Galvanometer, Galvanometer pada umumnya dipakai untuk arus tetapi

dalam mengukur kuat arus listrik galvanometer bekerja berdasarkan prinsip bahwa sebuah

kumparan yang dialiri arus listrik dapat berputar ketika diletakkan dalam satu daerah medan

magnetic. Pada dasarnya kumparan terdiri dari banyak lilitan kawat. Sebuah galvanometer

yang digantungkan pada kumparan, kopel magnetic akan memutar kumparan seperti yang

telah kita ketahui kumparan hanya dapat berputar maksimal seperempat putaran kedudukan

kumparan tegak lurus terhadap medan magnet.

Galvanometer bekerja berdasarkan gaya Lorentz. Gaya dimana gerak partikel akan

menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada

muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz

(F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya

Lorentz . Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B). Jari tengah, menunjukkan arah

arus listrik (I). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus, sedang untuk muatan

negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.

5

Cara kerjanya galvanometer sama dengan motor listrik, tapi karena dilengkapi pegas,

maka kumparannya tidak berputar. Karena muatan dalam magnet dapat berubaha karena arus

listrik yang mengalir ke dalamnya. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk arus searah,

tetapi prinsipnya menggunakan konstruksi kumparan putar. 

Cara kerja galvanometer, yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya

Lorents sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang saling

berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuk silinder membentuk

statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutub-kutub sebuah magnet hermanen. Arus

listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui pegas spiral yang terpasang di atas dan

di bawah kumparan. Maka sisi kumparan yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan

mengalami gaya Lorente yang sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebebkan

kumparan berputar. Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan

hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah

jarum untuk menunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan

besar arus listrik yang diukur.

6

2.3 SIFAT DINAMIK GALVANOMETER

Jika arus bolak balik dialirkan ke sebuah galvanometer pencatat, maka pencatatan

yang dihasilkan oleh gerakan kumparan putar meliputi karakteristik respons dari elemen yang

berputar itu sendiri, dengan demikian adalah penting untuk mempertimbangkan sifat

dinamiknya.

Sifat dinamik galvanometer adalah : kecepatan respons, redaman dan over-shoot. Sifat

dinamik galvanometer dapat diamati dengan memutuskan arus input secara tiba-tiba, sehingga

kumparan berayun kembali dari posisi defleksi menuju posisi nol. Sebagai akibat dari

kelembaman ( inersia ) dari sistem yang berputar, jarum berayun melewati titik nol dalam

arah berlawanan dan berosilasi kekiri dan kekanan, dan secara perlahan-lahan osilasi ini akan

mengecil sebagai akibat dari redaman elemen berputar dan akhirnya jarum berhenti pada

posisi nol.

Gerakan sebuah kumparan didalam medan magnet, diketahui dari tiga kuantitas,yaitu :

1. Momen inersia kumparan putar terhadap sumbunya ( J ).

2. Torsi lawan yang dihasilkan oleh gantungan kumparan ( S ).

3. Konstanta redaman ( D ).

Penyelesaian persamaan diferensial yang menghubungkan ketiga faktor diatas,

menghasilkan tiga kemungkinan yang masing-masing menjelaskan sifat dinamik kumparan

dan sudut defleksinya ( θ ).

Ketiga jenis sifat-sifat tersebut ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Gambar Sifat dinamik galvanometer.

Dari gambar diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :

Kurva I : Keadaan terlalu redam, dimana kumparan kembali secara perlahan ke posisi

diam tanpa lonjakan atau osilasi

Kurva II : Keadaan kurang redam, dimana gerakan kumparan dipengaruhi oleh osilasi

sinusoida teredam. Laju dimana osilasi berhenti ditentukan konstanta

7

redaman ( D ), momen inersia ( J ) dan torsi lawan ( S ) yang dihasilkan

gantungan kumparan.

Kuva III : Keadaan redaman kritis, dimana jarum kembali dengan cepat ke keadaan

mantap tanpa osilasi.

Idealnya, respons galvanometer adalah sedemikian rupa, sehingga jarum jam bergerak

ke posisi akhir tanpa lonjakan, berarti gerakan tersebut harus pada keadaan redaman kritis,

akan tetapi dalam praktek, pada umumnya galvano- meter sedikit kurang teredam, sehingga

jarum sedikit melonjak sebelum berhenti, dan lebih lambat dari redaman kritis.

2.4 MEKANISME REDAMAN

Redaman galvanometer terjadi dalam dua mekanisme,yaitu :

1. Redaman Mekanisme,disebabkan :

a. Perputaran kumparan di udara sekelilinhnya dan tidak bergantung pada arus listrik

kumparan.

b. Gesekan di bantalan- bantalanya karena gerakan/

c. Pembengkokan pegas-pegas gantungan.

2. Redaman elektromagnetik,disebabkan oleh efek induksi didalam kumparan yang

berputar didalam medan magnet.

Cara- cara peredaman galvanometer antara lain :

a. Alat-alat ukur PMMC dibuat agar menghasilkan redaman viskos yang minimum dan

derajat redaman diperbesar.

b. Beberapa instrumen menggunakan peinsisp elektromagnetik (Hukum Lenz),dimana

kumparan digulung pada sebuah rangka alumunium ringan,perputaran kumparan

dalam medan magnet menghasilkan arus sirkulasi pada logam penghantar,sehingga

torsi penahan dibangkitkan untuk melawan gerakan kmparan.

c. Sebuah galvanometer daat jiga diredam dengan sebuah tahanan dihubungkan

kekumparan,jika kumparan berputar dalam medan magnet tegangan dibangkitkan

dikumparan yang akan mensirkulasi arus melalui kumparan tahanan luar,sehingga

dihasilkan torsi yang meredam gerakan kumparan.

Tahanan Luar CDRX :

- Untuk setiap galvanometer, nilai tahanan luar tersebut adalah tahanan yang

menghasilkan redaman kritis yang disebut CDRX (critical damping resistance

external), merupakan suatu konstanta penting untuk galvanometer.

8

- Torsi yang dihasilkan CDRX bergantung pada tahanan total dari rangkaian, semakin

kecil tahanan total, semakin besar torsi redaman.

- Salah satu cara menentukan CDRX adalah dengan mengamati ayunan galvanometer,

jika arus dihubungkan atau diputus dari kumparan. Dimulai dari kondisi osilasi,

dicoba memperbesar nilai tahanan luar sampai diperoleh suatu nilai dimana lonjakan

menghilang, cara ini tidak begitu tepat , akan tetapi cukup memadai untuk umumnya

tujuan praktis.

Nilai CDRX juga dapat ditentukan dari konstanta-konstanta galvanometer yang

diketahui

2.5 JENIS-JENIS GALVANOMETER

2.5.1 GALVANOMETER BALISTIK

Untuk mengukur fluksi maknit digunakan galvanometer balistik, dimana galvanometer

ini bekerja menggunakan prinsip d’ Arsonval dan dirancang khusus untuk pemakaian selama

20 – 30 sekon dengan kepekaan tinggi.Pada pengukuran balistik ini, kumparan menerima

suatu impuls arus sesaat, mengakibatkan kumparan berayun ke satu sisi dan kemudian

kembali berhenti dalam gerakan berosilasi.

Jika impuls arus berlangsung singkat, maka defleksi mula-mula dari posisi berhenti

berbanding lurus dengan kuantitas pengosongan muatan listrik melalui kumparan. Nilai relatif

impuls arus yang diukur dalam defleksi sudut mula-mula dari kumparan adalah :

Q = K θ

Dimana:

Q = muatan listrik ( coulomb )

K = kepekaan galvanometer ( coulomb / radian defleksi )

θ = defleksi sudut kumparan ( radian )

Harga kepekaan galvanometer ( K ), dipengaruhi oleh redaman dan besarnya diperoleh

secara eksperimental, melalui pemeriksaan kalibrasi pada kondisi pemakaian yang nyata.

Untuk mengkalibrasi galvanometer, digunakan beberapa metoda, yaitu :

1. metoda kapasitor.

2. metoda solenoida.

3. metoda induktansi bersama.

Pada Metoda induktansi bersama, sumber arus di rangkaian primer dikopel melalui ke

galvanometer, melalui pengujian induktansi bersama ( M ).

9

2.5.2 GALVANOMETER SUPENSI (SUSPENSION GALVANOMETER)

Pengukuran-pengukuran arus searah sebelumnya menggunakan galvanometer sistem

gantungan, yang merupakan pelopor instrumen kumparan putar, sebagai dasar pada umumnya

instrumen penunjuk arus searah yang dipakai secara luas saat ini. Dengan beberapa

penyempurnaan, Galvanometer suspensi masih digunakan untuk pengukuran-pengukuran

laboratorium sensitivitas tinggi tertentu, jika keinda-han instrumen bukan merupakan masalah

dan portabilitas bukan menjadi prioritas.

Galvanometer suspensi adalah jenis alat ukur yang merupakan cikal bakal atau dasar

dari alat-alat ukur arus searah yang menggunakan kumparan gerak (moving coil) bagi

sebagian besar alat-alat ukur arus searah yang digunakan hingga saat ini. Konstruksi dan

prinsip kerjanya adalah sebagai berikut sebuah kumparan dari kawat halus digantungkan di

dalam sebuah medan magnet permanen. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kumparan

putar akan berputar di dalam medan magnet.

Konstruksi sebuah galvanometer suspensi, ditunjukkan pada gambar

Gambar Suspesi Galvanometer

1. Sebuah kumparan kawat halus digantung di dalam medan maknet yang dihasilkan oleh

sebuah maknet permanen, berdasarkan hukum gaya elektromagnet, jika dialiri arus

listrik , maka kumparan tersebut akan berputar ( arus listrik mengalir dari dan ke

kumparan melalui sebuah gantungan yang terbuat dari serabut halus dan keelastisan

serabut tersebut menghasilkan suatu torsi yang akan melawan perputaran kumparan ).

2. Kumparanakan terus berdefleksi sampai gaya elektromaknetnya mengim-bangi torsi

mekanis lawan dari gantungan. Dengan demikian defleksi kumparan merupakan

ukuran untuk arus yang dibawa kumparan tersebut.

3. Sebuah cermin dipasang pada kumparan yang berfungsi untuk mende-fleksikan

seberkas cahaya, sehingga sebuah bintik cahaya yang sudah diperkuat bergerak diatas

10

skala pada suatu jarak dari instrumen dan efek optiknya adalah sebuah jarum penunjuk

yang panjang dengan massa nol.

2.6 DEFLEKSI DALAM KEADAAN MANTAP (STEADY STATE DEFLECTION)

Prinsip kerja galvanometer suspensi diterapkan sama terhadap jenis instrumen yang lebih

baru, yaitu mekanisme kumparan putar maknet permanen ( PMMC : permanent magnet

moving coil ), dan konstruksi PMMC dan bagian-bagiannya ditunjukkan pada gambar

dibawah ini .

Prinsip kerja :

Jika arus mengalir di dalam kumparan, akan timbul torsi elektromaknetik yang

menyebabkan berputarnya kumparan, dan torsi ini akan diimbangi torsi mekanis dari pegas-

pegas pengatur yang diikat pada kumparan.

Kesetimbangan torsi-torsi dan posisi sudut kumparan putar, dinyatakan oleh jarum penunjuk

terhadap referensi tertentu, yang disebut skala.

Menurut hukum dasar eletromaknetik , persamaan untuk torsi adalah :

T = B x A x I x N

dimana : T = torsi dalam Newton-meter ( N-m )

B = kerapatan fluksi didalam celah udara ( Wb / m2 )

A = luas efektif kumparan ( m2 )

I = arus dalam kumparan putar ( Amper, A )

N = jumlah lilitan kumparan

11

Karena kerapatan fluksi dan luas kumparan merupakan parameter-parameter konstan

untuk sebuah instrumen, maka persamaan ( 3 - 1 ) torsi berbanding lurus dengan arus I ( T ~

I ).Torsi menyebabkan defleksi jarum ke keadaan mantap, dimana torsi diimbangi oleh torsi

pegas pengontrol.Perencana hanya dapat mengubah nilai torsi pengatur dan jumlah lilitan

kumparan untuk mengukur arus skala penuh.

Umumnya luas kumparan praktis 0,5 – 2,5 cm2, kerapatan fluksi untuk instrumen

modern 1500 – 5000 gauss ( 0,15 – 0,5 Wb / m2 ).

Sebagai contoh : sebuah instrumen PMMC dengan tromol 3,5 inci, rangkuman 1 mA dan

defleksi penuh 100 derejat busur, memiliki karakteristik berikut :

A = 1,75 cm2 B = 2000 gauss ( 0,2 Wb / m2 ) N = 84

T = 2,92 x 10 – 6 N-m

Tahanan kumparan = 88 Ω dan disipasi daya = 88 Μw

2.7 MEKANISME KUMPARAN-PUTAR MAGNET PERMANEN

2.7.1 GERAK d’ARSONVAL (d’ARSONVAL MOVEMENT)

Gerakan dasar kumparan putaran maknet permanen yang ditunjukan pada

gambar di bagian defleksi galvanometer, sering disebut dengan gerak

d’Arsonval.Konstruksi ini memungkinkan maknet besar di dalam suatu ruangan tertentu

dan digunakan bila diinginkan fluksi terbesar di celah udara. Dia adalah instrumen

dengan kebutuhan daya sangat rendah dan arus kecil untuk defleksi skala penuh.

Gambar dibawah ini, menunjukkan sebuah pandangan maya dari gerakan

d’Arsonval.

Pengamatan pada gambar diatas, menunjukkan :

12

- Sebuah maknet permanen berbentuk sepatu kuda dengan potongan-potongan besi lunak

menempel padanya.

- Antara potongan-potongan tersebut, terdapat sebuah silinder besi lunak yang berfungsi

untuk menghasilkan medan maknet yang homogen.

- Kumparan yang dililitkan pada sebuah kerangka logam ringan dan dipasang sedemikian

rupa hingga dapat berputar bebas di celah udara.

- Jarum penunjuk dipasang dibagian atas kumparan, bergerak sepanjang skala yang sudah

dibagi-bagi dan menunjukkan defleksi sudut kumparan yang berarti juga menunjukkan

arus melalui kumparan.

- Bentuk “ Y “ adalah pengatur nol ( zero adjust ) dan dihubungkan ke ujung tetap pegas

pengatur depan.

- Sebuah pasak eksentrik ( pin ) yang menembus kotak instrumen yang memegang bagian “

Y “, sehingga posisi “ nol “ jarum dapat diatur dari luar.

- Dua pegas konduktif dari fosfor-perunggu biasanya berkekuatan sama, yang

menghasilkan gaya terkalibrasi untuk melawan torsi kumparan putar dan prestasi pegas

yang konstan dibutuhkan untuk mempertahankan ketelitian instrumen.

- Ketebalan pegas diperiksa secara teliti untuk mencegah kondisi pegas yang permanen

( eksitasinya hilang ). Arus dialirkan dari dan ke kumparan melalui pegas-pegas

penghantar.

- Keseluruhan sistem yang berputar dibuat setimbang statis oleh tiga buah beban

kestimbangan untuk semua posisi defleksi, seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini

-

- Jarum, pegas dan titik putar ( pivot ) dirakit ke peralatan kumparan dengan

menggunakan alas titik putar dan ditopang oleh bantalan jewel ( jewel bearing ), seperti

ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Jewel berbentuk “ V “ ditunjukkan pada gambar

13

6 a digunakan secara umum pada bantalan-bantalan instrumen dan mempunyai gesekan

paling kecil diantara semua bantalan.

Instrumen PMMC tidak sesuai untuk pengukuran arus bolak balik, kecuali jika

arus tersebut disearahkan sebelum memasukkannya ke kumparan.

2.7.2 Konstruksi Magnet Inti

Merancang sebuah sistem maknetik, dimana maknet berfungsi sebagai inti, memiliki

keuntungan :

- tidak terpengaruh oleh medan maknet luar

- meniadakan efek shunt maknetik dalam konstruksi panel baja, dimana beberapa

alat ukur yang bekerja berdekatan dapat saling mempengaruhi pembacaan

masing-masing.

- Kebutuhan pelindung maknetik dalam bentuk selubung besi ditiadakan.

Perincian dari alat ukur maknet inti dengan pelindung sendiri, ditunjukkan pada

gambar dibawah in

14

2.7.3 Suspensi “ Taut Band “

Instrumen ban kencang ( taut band ) seperti ditunjukkan pada gambar 8,

mempunyai keuntungan meniadakan gesekan suspensi titik putar jewel.Kedua

kumparan yang berputar digantung dengan menggunakan dua pita torsi, dimana

kedua pita tersebut dipasang dengan regangan ( tensi ) yang cukup kuat untuk

menghilangkan pelengkungan seperti halnya pada galvanometer suspensi pada

gambar suspensi galvanometer diatas.

Torsi ini dilengkapi dengan sebuah pegas tensi, sehingga instrumen dapat

digunakan dalam sebarang posisi.Instrumen-instrumen suspensi ban kencang dapat

dibuat dengan sensitivitas yang lebih tinggi dari yang menggunakan titik putar

( pivot ) dan jewel, dan dapat digunakan dalam hampir semua pemakaian yang dapat

dilakukan instrumen-instrumen bertitik putar.

Instrumen-instrumen ban kencang relatif tidak sensitif terhadap goncangan

dan temperatur, dan mampu menahan kelebihan beban yang lebih besar dari jenis

lainnya.

2.7.4 Kompensasi Temperatur

Pengaruh temperatur pada gerak dasar PMMC bisa dikompensasi dengan

menggunakan tahanan shunt dan seri yang sesuai (tembaga dan manganin) dan juga

kenaikan temperatur dapat mengakibatkan berkurangnya kuat medan dan regangan

pegas.

Perubahan-perubahan ini cenderung membuat jarum membaca rendah pada

suatu arus yang diberikan berkaitan dengan kuat medan maknet dan tahanan

15

Gambar a & b

kumparan, sebaliknya perubahan pegas cenderung membuat jarum membaca tinggi

dengan kenaikan temperatur.

Alat ukur yang tidak terkompensasi cenderung menghasilkan pembacahan

rendah sekitar 0,2 % setiap kenaikan temperatur 100 C.Kompensasi dapat dilakukan

dengan menggunakan tahanan yang dilengkapi koreksi suhu ( swamping resistor )

yang dihubungkan seri dengan kumparan putar ( gambar a ).Tahanan total

kumparan dan tahanan swamping bertambah dengan kenaikan temperatur, akan

tetapi tidak menyebabkan perubahan pada pegas dan maknet.

Cara lengkap untuk menghilangkan pengaruh temperatur ( gambar b) :

Kenaikan temperatur menyebabkan tahanan rangkaian total akan bertambah

sedikit, karena adanya kumparan tembaga dan tahanan shunt tembaga.Dengan

demikian untuk tegangan masuk tertentu, arus total akan berkurang sedikit terhadap

kenaikan temperatur.

Tahanan-tahanan shunt bertambah lebih besar daripada gabungan seri kumparan

dan tahanan manganin, sehingga sebagian besar arus total dialirkan melalui

rangkaian kumparan.Dengan perbandingan jumlah tembaga dan manganin dalam

rangkaian, pengaruh temperatur dapat dihilangkan.

Kerugian pemakaian tahanan-tahanan yang dilengkapi koreksi temperatur adalah

penurunan sensitivitas skala penuh alat ukur, karena diperlukan tegangan masuk

yang lebih tinggi untuk mempertahankan arus skala penuh.

16

2.8 SENSITIVITAS GALVANOMETER

Ada empat konsep yang dapat digunakan untuk menyatakan sensitivitas galvanometer

(Galvanometer Sensitivity), yaitu :

1. Sensitivitas Arus

Sensitivitas arus (Current Sensitivity) ialah perbandingan diantara simpangan jarum

penunjuk galvanometer terhadap arus listrik yang menghasilkan simpangan tersebut.

Besarnya arus listrik biasanya dalam orde mikroampere (µA). Sedangkan besarnya

simpangan dalam orde milimeter (mm). Jadi untuk galvanometer yang tidak memiliki skala

yang dikalibrasi dalam orde milimeter, harus dikonfersi dulu ke dalam skala mili meter.

Secara matematis, sensitivitas arus dinyatakan dengan :

S1 =d mmI µ A

S1 = Sensitivitas arus dalam mm/µA

d = Simpangan Galvanometer dalam mm

I = Arus pada Galvanometer dalam µA

2. Sensitivitas Tegangan

Sensitivitas tegangan (Voltage Sensitivity), ialah perbandingan antara simpangan

jarum penunjuk galvanometer terhadap tegangan yang menghasilkan simpangan tersebut.

Sensitivitas tegangan dinyatakan dengan notasi matematis sebagai berikut :

Sv = d mmV mv

SV = Sensitivitas tegangan dalam mm/ mV

d = Simpangan Galvanometer dalam mm

V = Arus pada Galvanometer dalam mV

3. Sensitivitas Mega ohm

Sensitivitas mega ohm (Megaohm Sensitivity), ialah besarnya resistansi mega ohm

yang terhubung seri dengan galvanometer (termasuk CDRX – Shunt-nya) untuk

menghasilkan simpangan jarum menunjuk galvanometer sebesar 1 bagian skala jika

tegangannya yang disatukan sebesar 1 Volt. Karena besarnya hambatan ekivalen dari

galvanome ter yang terhubung paralel dapat diabaikan bila dibandingkan dengan besarnya

tahanan mega ohm yang terhubung seri dengannya, maka arus yang masuk praktis sama

dengan 1/R µA dan menghasilkan simpangan satu bagian skala. Secara numeric

sensitivitas mega ohm sama dengan sensitivitas arus dan

dinyatakan sebagai berikut :

SR = S1D mmI µ A

SR = Sensitivitas mega ohm dalam mm/ µA

17

D = Simpangan Galvanometer dalam mm

I = Arus pada Galvanometer dalam µA

4. Sensitivitas Balistik

Konsep lain sebagai tambahan adalah konsep Sensitivitas Balistik (Ballistic

Sensitivity) yang biasa digunakan pada Galvanometer Balistirk. Sensitivitas Balistik adalah

perbandingan antara simpangan maksimum dari jarum penunjuk Galvanometer terhadap

jumlah muatan listrik Q dari sebuah pulsa tunggal yang menghasilkan simpangan tersebut.

Sensitivitas Balistik dinyatakan dengan formula berikut :

SQ =d mmQ µC

SQ = Sensitivitas Balistik dalam mm/µC

d = Simpangan Galvanometer dalam mm

Q = Besarnya muatan Listrik dalam µC

18

BAB III

PENUTUPAN

3.1 KESIMPULAN

Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan

beda potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur

kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karena komponen-komponen

internalnya yang tidak mendukung .Untuk mengukur fluksi maknit digunakan galvanometer

balistik, dimana galvanometer ini bekerja menggunakan prinsip d’ Arsonval dan dirancang

khusus untuk pemakaian selama 20 – 30 sekon dengan kepekaan tinggi.

Galvanometer suspensi masih digunakan untuk pengukuran-pengukuran laboratorium

sensitivitas tinggi tertentu, jika keinda-han instrumen bukan merupakan masalah dan

portabilitas bukan menjadi prioritas.

Cara kerjanya galvanometer sama dengan motor listrik, tapi karena dilengkapi pegas,

maka kumparannya tidak berputar. Karena muatan dalam magnet dapat berubaha karena arus

listrik yang mengalir ke dalamnya. Galvanometer pada umumnya dipakai untuk arus searah,

tetapi prinsipnya menggunakan konstruksi kumparan putar.

Prinsip kerja galvanometer suspensi diterapkan sama terhadap jenis instrumen yang

lebih baru, yaitu mekanisme kumparan putar maknet permanen ( PMMC : permanent magnet

moving coil ), Prinsip kerjanya yakni Jika arus mengalir di dalam kumparan, akan timbul torsi

elektromaknetik yang menyebabkan berputarnya kumparan, dan torsi ini akan diimbangi torsi

mekanis dari pegas-pegas pengatur yang diikat pada kumparan.

Sifat dinamik galvanometer adalah : kecepatan respons, redaman dan over-shoot. Sifat

dinamik galvanometer dapat diamati dengan memutuskan arus input secara tiba-tiba, sehingga

kumparan berayun kembali dari posisi defleksi menuju posisi nol. Redaman galvanometer

terjadi dalam dua mekanisme, yaitu: Redaman mekanis dan Redaman elektromaknetik.

Gerakan dasar kumparan putaran maknet permanen sering disebut dengan gerak d’Arsonval.

Untuk menyatakan sensitivitas sebuah galvanometer, umumnya digunakan tiga buah

defenisi, yaitu :

19

1. Sensitivitas arus ( current sensitivity )

2. Sensitivitas tegangan ( voltage sensitivity )

3. Sensitivitas mega-ohm ( megohm sensitivity )

4. Sensitivitas balistik

3.2 SARAN

Dalam sebuah penulisan, tentu diperlukan dilakukannya penulisan lanjutan guna

meningkatkan ilmu pengetahuan. Dalam membuat makalah, disarankan mencari referensi

yang lebih luas lagi, sehingga pembahasan akan semakin mendalam dan lebih efektif.

Sehingga akan benar-benar memberikan manfaat dimana akan didapat sebuah pengetahuan

yang dapat diterapkan di dalam masyarakat hendaknya.

20

DAFTAR PUSTAKA

http://as-satrahblogummat.blogspot.com/2011/11/galvanometer.html diakses tanggal 14

Desember 2012

dosen.narotama.ac.id/.../modul-2-SISTEM-SISTEM-Slvanometer.html diakses tanggal 14

Desember 2013

http://easyphysicslearn.blogspot.com/2012/06/prinsip-dan-cara-kerja- diakses tanggal 15

Desember 2013

http://fahmieinsteinpefsi.blogspot.com/2010/11/makalah-alat-ukur-galvanometer_25.html

diakses tanggal 18 Desember 2013

http://sitirohimah50.blogspot.com/2013/01/makalah-alat-ukur-galvanometer-bab.html diakses

tanggal 18 Desember 2013

21