PENGUKURAN TAHANAN LISTRIK
DISUSUN OLEH:
HERYADIK SIMATUPANG
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2013
Kata Pengantar
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala kasih dan pertolangan-Nya yang memampukan saya dalam meyelesaikan Makalah Ilmu Pengukuran Listrik ini.
Adapun makalah ini dimaksudkan untuk memenuhi tugas Mata Kuliah pengukuran Listrik dan memberi manfaat bagi para pembaca untuk memahami tentang pengukuran listrik.
Saya menyadari bahwa makalah ini masih terdapat banyak kekurangan dan saya mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari setiap pembaca demi kesempurnaan karya ini.Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 17 Desember 2013
Penulis
…………………………………
HERYADIK SIMATUPANG
NIM :5132131004
Pengukuran Tahanan
Pengukuran tahanan dapat diklasifikasikan berdasarkan besarnya tahanan yang akan diukur. Klasifikasi besar tahanan adalah sebagai berikut :
1. Tahanan rendah, yaitu tahanan yang bernilai lebih kecil dari 1 ohm
2. Tahanan sedang, yaitu tahanan yang bernilai antara 1 sampai dengan 100.000 ohm
3. Tahanan besar, yaitu tahanan yang bernilai lebih besar dari 100.000 ohm
Pengukuran Tahanan Rendah
Tahanan rendah, yaitu tahanan yang bernilai lebih kecil dari 1 ohm. Pengukuran ini harus dilakukan dengan ketelitian yang cukup tinggi. Hal ini dilaksanakan karena nilai tahanan yang diukur sangat kecil.
Beberapa metoda pengukuran tahanan rendah antara lain:
1. Amperemeter-Voltmeter Method
2. Kelvin Double Bridge Method
3. Ohmmeter Method
Pengukuran Tahanan Rendah dengan Metoda Amperemeter – Voltmeter
Pengukuran tahanan rendah dilakukan dengan cara mengukur arus yang melewati tahanan tersebut dan mengukur drop tegangan di antara tahanan tersebut dalam suatu rangkaian kemudian dihitung harga tahanannya sesuai dengan rumus V = IR.
Pengukuran dengan metode ini mempunyai tingkat ketilitian yang rendah. Hal itu disebabkan oleh :
1. Apabila Voltmeter dipasang paralel sebelum Amperemeter (gambar 2.1.1.a), maka sesungguhnya tegangan yang terukur oleh Voltmeter sesungguhnya adalah tegangan dari tahanan dalam amperemeter dan beban, yang terhubung seri.
2. Apabila Amperemeter dipasang seri sebelum Voltmeter (gambar 2.1.1.b), maka sesungguhnya arus yang terukur oleh Amperemeter adalah penjumlahan arus yang masuk ke tahanan dalam Voltmeter dan beban, yang terhubung paralel.
Pengukuran Tahanan Rendah dengan Metoda Jembatan Dobel Kelvin
Jembatan double Kelvin adalah modifikasi dari jembatan Wheatstone, dimana terpasang 2 pasang ratio arm. Ditemukan oleh William Thomson. Jembatan Dobel Kelvin ini biasanya digunakan untuk mengukur tahanan yang <1Ω. Cara kerjanya sama dengan jembatan Wheatstone, hanya tahanan yang dipakai bukan 4 tetapi 7.
Pada saat mengukur tahanan yang rendah menggunakan jembatan Wheatstone maka tahanan dari sebuah penghantar tidak dapat diabaikan dan biasanya dapat mempengaruhi pengukuran, untuk itu perlu digunakan beberapa modifikasi harus dilakukan.
Jika rasio dari R 3 / R 4 dan R 1 / R 2 seimbang dan senilai, maka Jembatan kelvin akan menjadi seimbang, maka akan didapat keadaan seperti pada jembatan Wheatstone.
Sebagai hasil modifikasi ini maka didapatkanlah alat ukur baru Jembatan double Kelvin. Terdapat banyak alat- alat yang menggunakan prinsip ini mencapai keakuratan 2% dari tahanan dengan range 0.0017Ω - 25Ω. Bahkan banyak ohmmeter pun menggunakan prinsip ini guna untuk membeperbesar range ukur.
Pengukuran Tahanan Rendah dengan Metoda Ohmmeter
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan ohmmeter khusus untuk mengukur tahanan rendah, yaitu Ducter Ohmmeter. Ducter ohmmeter khusus untuk mengukur tahanan rendah dengan ketelitian yang cukup tinggi.
Ketika mengukur tahanan nenggunakan ohm meter, kita harus memastikan :
1. Tidak ada sumber tegangan di rangkaian.
2. Tahanan tidak terhubung seri ataupun paralel dengan resistor lain.
Pengukuran Tahanan Medium
Tahanan medium, yaitu tahanan yang bernilai lebih antara 1 sampai 100.000 ohm. Beberapa metoda pengukuran tahanan medium antara lain :
1. Amperemeter-Voltmeter Method
2. Wheatstone Bridge Method
Pengukuran Tahanan Medium dengan Metoda Amperemeter – Voltmeter
Untuk cara ini, pemasangan rangkaian dan prinsip kerjanya sama dengan pengukuran tahanan rendah menggunakan metoda Amperemeter - Voltmeter. Tingkat ketelitiannya juga paling rendah.
Pengukuran Tahanan Medium dengan Metoda Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada tahun 1833 kemudian diimprovisasi dan dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. Ini biasanya digunakan untuk mengukur tahanan yang harganya tidak diketahui dengan menyeimbangkan 2 kaki dari sebuah rangkaian jembatan, dimana salah satu dari kaki tersebut terdapat tahanan yang harganya tidak diketahui.
Di dalam sirkuit di bawah, pada sisi kanan R x adalah tahanan yang tidak diketahui harganya, R 1 , R 2 dan R 3 adalah tahanan yang telah diketahui harganya, dan R 2 adalah sebuah potensiometer (R variabel). Jika rasio dari kedua tahanan di dalam kaki yang diketahui harganya ( R 2 / R 1 ) sama dengan rasio dari kaki yang tidak diketahui harganya ( R x / R 3 ), maka tegangan di 2 titik tengah (B dan D) akan menjadi 0 dan tidak akan ada arus yang mengalir kedalam galvanometer. R 2 terus diatur hingga kondisi seprti yang disebutkan di atas dapat terpenuhi. Arah galvanometer akan menunjukan apakah R 2 terlalu tinggi atau teralu rendah.
Pengukuran Tahanan Tinggi
Seringkali pada pengukuran tahanan rendah, tahanan dari penghantar-penghantar, gaya gerak listrik termis adalah sumber kesalahan utama. Tetapi pada pengukuran tahanan tinggi yang jadi masalah adalah arus-arus bocor. Sehingga cara-cara untuk memperoleh pengukuran yang akuratpun berbeda-beda.
Untuk mengukur tahanan tinggi digunakan alat yang disebut dengan mega ohm meter, pada dasarnya prinsip kerja mega omh meter sama dengan ohm meter biasa tetapi memiliki sensitifitas yang tinggi, dan ada sedikit perbedaan dalam rangkaian.
Pengukuran tahanan tinggi sangat penting untuk keprluan perlindungan peralatan listrik dan manusia, misalnya:
# Tahanan isolasi (kabel, mesin listrik, dsb)
# Tahanan dari elemen rangkaian tegangan tinggi pada tabung hampa
# Tahanan bocor kapasitor, tahanan volume, dan tahanan permukaan.
Pengukuran Tahanan Tinggi dengan Direct Deflection Method
Pengukuran Tahanan Tinggi dengan Direct Deflection Method yaitu dengan memberikan tegangan pada bahan isolasi dan kemudian mengukur arusnya dengan menggunakan galvanometer, harga tahannya dihitung menggunakan hukum Ohm.
Pengukuran tahanan dapat diklasifikasikan berdasarkan besarnya tahanan yang akan diukur. Klasifikasi besar tahanan adalah sebagai berikut :
1. Tahanan rendah, yaitu tahanan yang bernilai lebih kecil dari 1 ohm
2. Tahanan sedang, yaitu tahanan yang bernilai antara 1 sampai dengan 100.000 ohm
3. Tahanan besar, yaitu tahanan yang bernilai lebih besar dari 100.000 ohm
Pengukuran Tahanan Rendah
Tahanan rendah, yaitu tahanan yang bernilai lebih kecil dari 1 ohm. Pengukuran ini harus dilakukan dengan ketelitian yang cukup tinggi. Hal ini dilaksanakan karena nilai tahanan yang diukur sangat kecil.
Beberapa metoda pengukuran tahanan rendah antara lain:
1. Amperemeter-Voltmeter Method
2. Kelvin Double Bridge Method
3. Ohmmeter Method
Pengukuran Tahanan Rendah dengan Metoda Amperemeter – Voltmeter
Pengukuran tahanan rendah dilakukan dengan cara mengukur arus yang melewati tahanan tersebut dan mengukur drop tegangan di antara tahanan tersebut dalam suatu rangkaian kemudian dihitung harga tahanannya sesuai dengan rumus V = IR.
Pengukuran dengan metode ini mempunyai tingkat ketilitian yang rendah. Hal itu disebabkan oleh :
1. Apabila Voltmeter dipasang paralel sebelum Amperemeter (gambar 2.1.1.a), maka sesungguhnya tegangan yang terukur oleh Voltmeter sesungguhnya adalah tegangan dari tahanan dalam amperemeter dan beban, yang terhubung seri.
2. Apabila Amperemeter dipasang seri sebelum Voltmeter (gambar 2.1.1.b), maka sesungguhnya arus yang terukur oleh Amperemeter adalah penjumlahan arus yang masuk ke tahanan dalam Voltmeter dan beban, yang terhubung paralel.
Pengukuran Tahanan Rendah dengan Metoda Jembatan Dobel Kelvin
Jembatan double Kelvin adalah modifikasi dari jembatan Wheatstone, dimana terpasang 2 pasang ratio arm. Ditemukan oleh William Thomson. Jembatan Dobel Kelvin ini biasanya digunakan untuk mengukur tahanan yang <1Ω. Cara kerjanya sama dengan jembatan Wheatstone, hanya tahanan yang dipakai bukan 4 tetapi 7.
Pada saat mengukur tahanan yang rendah menggunakan jembatan Wheatstone maka tahanan dari sebuah penghantar tidak dapat diabaikan dan biasanya dapat mempengaruhi pengukuran, untuk itu perlu digunakan beberapa modifikasi harus dilakukan.
Jika rasio dari R 3 / R 4 dan R 1 / R 2 seimbang dan senilai, maka Jembatan kelvin akan menjadi seimbang, maka akan didapat keadaan seperti pada jembatan Wheatstone.
Sebagai hasil modifikasi ini maka didapatkanlah alat ukur baru Jembatan double Kelvin. Terdapat banyak alat- alat yang menggunakan prinsip ini mencapai keakuratan 2% dari tahanan dengan range 0.0017Ω - 25Ω. Bahkan banyak ohmmeter pun menggunakan prinsip ini guna untuk membeperbesar range ukur.
Pengukuran Tahanan Rendah dengan Metoda Ohmmeter
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan ohmmeter khusus untuk mengukur tahanan rendah, yaitu Ducter Ohmmeter. Ducter ohmmeter khusus untuk mengukur tahanan rendah dengan ketelitian yang cukup tinggi.
Ketika mengukur tahanan nenggunakan ohm meter, kita harus memastikan :
1. Tidak ada sumber tegangan di rangkaian.
2. Tahanan tidak terhubung seri ataupun paralel dengan resistor lain.
Pengukuran Tahanan Medium
Tahanan medium, yaitu tahanan yang bernilai lebih antara 1 sampai 100.000 ohm. Beberapa metoda pengukuran tahanan medium antara lain :
1. Amperemeter-Voltmeter Method
2. Wheatstone Bridge Method
Pengukuran Tahanan Medium dengan Metoda Amperemeter – Voltmeter
Untuk cara ini, pemasangan rangkaian dan prinsip kerjanya sama dengan pengukuran tahanan rendah menggunakan metoda Amperemeter - Voltmeter. Tingkat ketelitiannya juga paling rendah.
Pengukuran Tahanan Medium dengan Metoda Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada tahun 1833 kemudian diimprovisasi dan dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. Ini biasanya digunakan untuk mengukur tahanan yang harganya tidak diketahui dengan menyeimbangkan 2 kaki dari sebuah rangkaian jembatan, dimana salah satu dari kaki tersebut terdapat tahanan yang harganya tidak diketahui.
Di dalam sirkuit di bawah, pada sisi kanan R x adalah tahanan yang tidak diketahui harganya, R 1 , R 2 dan R 3 adalah tahanan yang telah diketahui harganya, dan R 2 adalah sebuah potensiometer (R variabel). Jika rasio dari kedua tahanan di dalam kaki yang diketahui harganya ( R 2 / R 1 ) sama dengan rasio dari kaki yang tidak diketahui harganya ( R x / R 3 ), maka tegangan di 2 titik tengah (B dan D) akan menjadi 0 dan tidak akan ada arus yang mengalir kedalam galvanometer. R 2 terus diatur hingga kondisi seprti yang disebutkan di atas dapat terpenuhi. Arah galvanometer akan menunjukan apakah R 2 terlalu tinggi atau teralu rendah.
Pengukuran Tahanan Tinggi
Seringkali pada pengukuran tahanan rendah, tahanan dari penghantar-penghantar, gaya gerak listrik termis adalah sumber kesalahan utama. Tetapi pada pengukuran tahanan tinggi yang jadi masalah adalah arus-arus bocor. Sehingga cara-cara untuk memperoleh pengukuran yang akuratpun berbeda-beda.
Untuk mengukur tahanan tinggi digunakan alat yang disebut dengan mega ohm meter, pada dasarnya prinsip kerja mega omh meter sama dengan ohm meter biasa tetapi memiliki sensitifitas yang tinggi, dan ada sedikit perbedaan dalam rangkaian.
Pengukuran tahanan tinggi sangat penting untuk keprluan perlindungan peralatan listrik dan manusia, misalnya:
# Tahanan isolasi (kabel, mesin listrik, dsb)
# Tahanan dari elemen rangkaian tegangan tinggi pada tabung hampa
# Tahanan bocor kapasitor, tahanan volume, dan tahanan permukaan.
Pengukuran Tahanan Tinggi dengan Direct Deflection Method
Pengukuran Tahanan Tinggi dengan Direct Deflection Method yaitu dengan memberikan tegangan pada bahan isolasi dan kemudian mengukur arusnya dengan menggunakan galvanometer, harga tahannya dihitung menggunakan hukum Ohm.
No comments:
Post a Comment