Voltmeter: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan |
|||
| (38 revisi perantara oleh 25 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Voltmeter.jpg|jmpl|Voltmeter digital]]'''Voltmeter''' adalah [[alat ukur]] yang digunakan untuk mengukur [[Gaya gerak proton|beda potensial]] atau [[tegangan listrik]] dari dua titik [[potensial listrik]].<ref>{{Cite book|last=Siswanto, J., Susantini, E., dan Jatmiko, B.|first=|date=2018|url=http://repository.unesa.ac.id/sysop/files/2019-05-09_Paten6%20Jatmi.pdf|title=Fisika Dasar, Seri: Listrik Arus Searah dan Kemagnetan|location=Semarang|publisher=UPGRIS Press|isbn=978-602-5784-14-9|pages=29|url-status=live}}</ref> Pada peralatan [[elektronik]], voltmeter digunakan sebagai pengawasan nilai tegangan kerja.{{Sfn|Ponto|2018|p=142}} Voltmeter tersusun atas beberapa bagian yaitu terminal positif dan negatif, batas ukur, setup pengatur fungsi, jarum penunjuk serta skala tinggi dan skala rendah.{{Sfn|Faradiba|2020|p=100}}
== Prinsip kerja ==
Pada [[rangkaian listrik]], voltmeter merupakan suatu alat untuk mengukur besar tegangan listrik. Pergerakan jarum penunjuk pada voltmeter terjadi karena adanya [[Gaya Lorentz|gaya magnet]] yang timbul sebagai hasil interaksi antara [[medan magnet]] dan kuat arus listrik. Simpangan yang dihasilkan oleh pergerakan jarum sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir. Arus listrik yang terukur merupakan arus listrik yang melalui [[kumparan]] yang diletakkan di antara medan magnet. Peningkatan arus berarti peningkatan simpangan pergerakan jarum sehingga akan menunjuk ke nilai pengukuran tegangan yang lebih besar. Voltmeter dipasang secara paralel dengan komponen yang akan diukur dalam rangkaian listrik.{{Sfn|Ponto|2018|p=141}}
== Komponen ==
[[Berkas:Galvanometer diagram.png|jmpl|Voltmeter analog (dengan jarum)]]Bagian-bagian penyusunnya terdiri dari tiga buah lempengen [[tembaga]]. Letak tembaga berada di dalam sebuah bakelit pada lempengan dalam yang dirangkai dalam tabung kaca atau [[plastik]]. Ukuran tabung kaca umumnya sekitar 15 [[Sentimeter|cm]] dengan diameter 10 cm. Lempengen luar berfungsi sebagai anoda dan lempengen yang terletak di tengah berfungsi sebagai katoda.{{Sfn|Faradiba|2020|p=40}} Voltmeter dibuat dengan memiliki [[galvanometer]] dan hambatan yang dirangkai seri sebagai faktor pengali. Hambatan seri meningkatkan batas ukur voltmeter hingga beberapa kali lipat.{{Sfn|Faradiba|2020|p=100}}
== Batas ukur ==
Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik dalam [[Besaran fisika|besaran]] dan satuan tertentu. Batas ukur dalam voltmeter dinyatakan dalam milivolt (mV), voltmeter (V), mikrovolt, atau kilovolt (kV). Batas ukur merupakan nilai maksimum tegangan yang mampu diukur oleh sebuah voltmeter. Pengukuran tegangan listrik yang melebihi nilai maksimum dari batas ukur voltmeter akan mengakibatkan terjadinya kerusakan komponen voltmeter.{{Sfn|Faradiba|2020|p=100}} Batas ukur dari voltmeter dapat diperbesar hingga beberapa kali lipat dengan menggunakan faktor pengali.<ref>{{Cite book|last=Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas|first=|date=2011|url=https://www.slideshare.net/renoldoang/buku-perawatan-alatlabfisika-64233610|title=Panduan Teknis Perawatan Peralatan Laboratorium Fisika|location=Jakarta|publisher=Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas, Direktorat Jendral Pendidikan Menengah, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan|isbn=|pages=21|url-status=live}}</ref>
Voltmeter yang menggunakan prinsip kumparan putar memiliki koil yang terhubung secara seri dengan resistansi yang tinggi. Pada voltmeter arus searah, tahanan pengali dipasang secara seri dengan kumparan putar magnet permanen yang berfungsi sebagai faktor pengali. Tahanan pengali mengubah gerakan kumparan menjadi sebuah voltmeter arus searah. Pada tahanan pengali, arus dibatasi ke alat ukur agar tidak melebihi arus skala penuh. Pengukuran tegangan pada arus searah hanya dilakukan pada beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian arus searah. Voltmeter dihubungkan secara paralel terhadap sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian. Penetapan [[Polaritas (kimia)|polaritas]] membuat terminal-termianal pada voltmeter diberi tanda positif dan negatif. Perbesaran batas ukur dilakukan dengan menentukan nilai tahanan pengali melalui faktor tegangan rentang maksimum (V), arus [[defleksi]] (Im), tahanan dalam (Rm), dan tahanan pengali.(Rs), dengan rumus: V= Im (Rs+Rm).{{Sfn|Setiyo|2017|p=38}}
Pada voltmeter dengan batas ukur sampai 500 Volt, tahanan pengali dipasang di bagian dalam voltmeter. Pada tegangan yang lebih tinggi, tahanan pengali dipasang pada sepasang probe kutub di bagian luar voltmeter. Tujuan pemasangan luar ialah untuk mencegah terjadinya [[panas]] berlebihan di bagian dalam voltmeter. Penambahan sejumlah pengali beserta sebuah [[sakelar]] pemilih, membuat voltmeter mampu digunakan pada sejumlah nilai tegangan.{{Sfn|Setiyo|2017|p=39}}
== Jenis ==
=== Voltmeter digital ===
Voltmeter digital adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukuran [[tegangan listrik]] secara [[digital]]. Prinsip kerjanya adalah mengubah tegangan masukan [[analog]] menjadi digital. Volmeter digital menggunakan [[pengubah analog-ke-digital]]. [[Representasi warna dalam gambar digital|Representasi]] digital dilakukan dengan menggunakan [[kode-BCD]]. Pemakaian pengubah analog-ke-digital hanya dilakukan jika tegangan listrik yang akan diukur bernilai kecil. Pada [[tegangan tinggi]], pengubah analog-ke-digital didahului oleh [[potensiometer]]. Setelah tegangan listrik dapat diperkecil, barulah diukur dengan pengubah analog-ke-digital. Cara lain yang digunakan adalah penggunaan [[resistor]] dalam pengukuran [[jatuh tegangan]]. Voltmeter digital umumnya memiliki tampilan empat [[digit]]. Pada voltmeter digital dengan jumlah digit lebih dari empat, ketepatan pengukuran menurun.<ref>{{Cite book|last=Hughes|first=Edward|date=2008|url=http://gctbooks.files.wordpress.com/2015/03/hughes-electrical-and-electronic-technology-10th-edition.pdf|title=Hughes Electrical and Electronic Technology|location=Harlow|publisher=Pearson Education Limited|isbn=978-0-13-206011-0|pages=937|url-status=live}}</ref>
== Cara pakai ==
Langkah awal dalam menggunakan voltmeter ialah merangkai komponen yang memiliki potensial berbeda secara [[Rangkaian seri dan paralel|paralel]]. Voltmeter memiliki kutub negatif dan kutub positif sehingga pemasangannya harus disesuaikan dengan arah [[arus listrik]] pada rangkaian listrik. Selain itu, adanya perbedaan potensial antara kutub positif dan negatif harus dipastikan sebelum pemakaian voltmeter. Kutub positif harus dipastikan memiliki potensial yang lebih tinggi dibandingkan dengan kutub negatif. Voltmeter memiliki probe positif, negatif, dan probe tambahan. Jika terjadi penyimpangan ke kiri pada jarum penunjuk dari voltmeter, maka dipastikan bahwa pemasangan [[kabel]] terbalik. Pada rangkaian arus bolak-balik posisi kabel positif dan negatif tidak terlalu dipertimbangkan, sedangkan pada rangkaian [[arus searah]], posisinya harus tepat.{{Sfn|Faradiba|2020|p=100}}
== Satuan pengukuran ==
Satuan pengukuran tegangan listrik yang digunakan secara [[Mancanegara|internasional]] adalah [[Volt]]. Standar satuan ini pertama kali ditetapkan pada tahun 1893 bersama dengan satuan [[Ampere]] dan satuan [[Ohm]]. Hasil akhir dari pertemuan internasional tersebut adalah penetapan nilai dari satuan Volt internasional. Volt internasional dijelaskan sebagai sel Clark pada 15<sup>o</sup>C dengan [[gaya gerak listrik]] sebesar 1,434 Volt. Pada tanggal 1 Januari 1948 ditetapkan sebuah standar baru yang menjadi standar absolut hingga saat ini. Dalam standar absolut ditetapkan bahwa satu Volt internasional sama dengan nilai dari 1,000330 Volt absolut.<ref>{{Cite book|last=Poerwanto, Hidayati, J., dan Anizar|first=|date=2012|url=https://www.academia.edu/21745453/1917_Instrumentasi_dan_Alat_Ukur|title=Instrumen dan Alat Ukur|location=Yogyakarta|publisher=Graha Ilmu|isbn=978-979-756-360-8|pages=7|url-status=live}}</ref>
== Kalibrasi ==
[[Kalibrasi]] voltmeter dilakukan dengan menggunakan [[jembatan Wheatstone]] yang dikembangkan oleh [[Charles Wheatstone]]. Proses kalibrasi melibatkan pengukuran nilai [[Hambatan listrik|resistansi]] yang tidak diketahui sebagai alat untuk mengkalibrasi [[Instrumentasi|instrumen]] pengukuran. Penentuan tingkat kalibrasi dilakukan menggunakan kawat geser [[Resistivitas listrik|resistif]] yang panjang.{{Sfn|Setiyo|2017|p=83}}
== Kegunaan ==
=== Pengukuran potensial elektrostatik ===
Pengukuran potensial [[Elektrostatika|elektrostatik]] dilakukan dengan menggabungkan voltmeter, amperemeter dan elektrometer yang telah dikalibrasi. Ketiganya digunakan untuk mengetahui besarnya nilai potensial elektroslatik yang telah dikalibrasi.{{Sfn|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996|p=50}} Selain itu, voltmeter juga dapat menggantikan peran [[Galvanometer Balistik|galvanometer balistik]] dalam pengukuran elektrostatik. Penggunaan voltmeter menghasilkan simpangan yang senilai dengan penunjuk arus listrik pada galvanometer.{{Sfn|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996|p=126}}
=== Pengukuran induksi magnetik ===
Voltmeter dapat digunakan untuk mengukur nilai [[Induksi magnet|induksi magnetik]]. Sebuah lilitan kawat dengan ukuran yang sangat kecil diletakkan di dalam ruang yang terdapat medan magnet dan dihubungkan dengan voltmeter. Ketika medan induksi terjadi, maka jarum penunjuk pada voltmeter akan bergerak dan menunjukkan nilai tegangan listrik yang teramati secara langsung. Harga medan induksi ditentukan melalui perkalian nilai antara medan magnet induksi, tegangan dan waktu serta pembagian ketiganya dengan luas permukaan lilitan.{{Sfn|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996|p=128}}
=== Praktikum dan penelitian kimia ===
Voltmeter dimanfaatkan dalam kegiatan praktikum [[kimia]] khususnya pada penelitian kimia [[unsur golongan utama]] jenis kedua. {{Sfn|Kancono|2010|p=57}} Di dalam laboratorium kimia, voltmeter disimpan dalam ruang alat ukur pada laci atau [[lemari]] khusus. Penyimpanannya dalam keadaan tertutup dan dapat dibuka secara mudah. Selain itu, ruang penyimpanan selalu dalam keadaan bersih dan kering serta tidak miring.{{Sfn|Kancono|2010|p=50}}
== Referensi ==
=== Catatan kaki ===
{{reflist}}
=== Daftar pustaka ===
# {{cite book|last=Faradiba|first=|date=|year=2020|url=http://repository.uki.ac.id/2753/1/modulMPF.pdf|title=Metode Pengukuran Fisika|location=Jakarta|publisher=Prodi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Kristen Indonesia|isbn=|pages=|ref={{sfnref|Faradiba|2020}}|url-status=live}}
# {{cite book|last=Gertshen, C., Kneser, H.O., dan Vogel, H.|first=|date=|year=1996|url=https://core.ac.uk/download/pdf/227146408.pdf|title=Fisika: Listrik Magnet dan Optik|location=Jakarta|publisher=Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa|isbn=979-459-693-0|pages=|ref={{sfnref|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996}}|url-status=live}}
# {{cite book|last=Kancono|first=|date=|year=2010|url=http://repository.unib.ac.id/333/1/Manajemen%20Ipa.pdf|title=Manajemen Laboratorium IPA|location=Bengkulu|publisher=Unit Penerbitan FKIP Unib|isbn=978-602-8043-16-8|pages=|ref={{sfnref|Kancono|2010}}|url-status=live}}
# {{cite book|last=Ponto|first=Hantje|date=|year=2018|url=http://repository.unima.ac.id:8080/jspui/bitstream/123456789/621/1/FT%20PONTO%20KI%201%20BUKU%20REFERENSI%20Dasar%20Teknik%20Listrik.pdf|title=Dasar Teknik Listrik|location=Sleman|publisher=Deepublish|isbn=978-623-7022-93-0|pages=|ref={{sfnref|Ponto|2018}}|url-status=live}}
# {{cite book|last=Setiyo|first=Muji|date=|year=2017|url=https://www.researchgate.net/profile/Muji_Setiyo3/publication/322021226_Listrik_dan_Elektronika_Dasar_Otomotif_Basic_Automotive_Electricity_and_Electronics/links/5ebfb618458515626cacaa46/Listrik-dan-Elektronika-Dasar-Otomotif-Basic-Automotive-Electricity-and-Electronics.pdf|title=Listrik dan Elektronika Dasar Otomotif|location=Magelang|publisher=Unima Press|isbn=978-602-51079-0-0|pages=|ref={{sfnref|Setiyo|2017}}|url-status=live}}
== Lihat pula ==
* [[Takometer]]
* [[Alat ukur]]
{{Authority control}}
[[Kategori:Alat pengukur]]
[[Kategori:Alat ukur listrik]]
| |||