PENGERTIAN AVOMETER
Avometer berasal dari kata ”AVO” dan
”meter”. ‘A’ artinya ampere, untuk mengukur arus listrik. ‘V’ artinya voltase,
untuk mengukur voltase atau tegangan. ‘O’ artinya ohm, untuk mengukur ohm atau
hambatan. Terakhir, yaitu meter atau satuan dari ukuran. AVO Meter sering
disebut dengan Multimeter atau Multitester. Secara umum, pengertian dari AVO
meter adalah suatu alat untuk mengukur arus, tegangan, baik tegangan
bolak-balik (AC) maupun tegangan searah (DC) dan hambatan listrik.
AVO meter sangat penting fungsinya dalam
setiap pekerjaan elektronika karena dapat membantu menyelesaikan pekerjaan
dengan mudah dan cepat, Tetapi sebelum mempergunakannya, para pemakai harus
mengenal terlebih dahulu jenis-jenis AVO meter dan bagaimana cara menggunakannya
agar tidak terjadi kesalahan dalam pemakaiannya dan akan menyebabkan rusaknya
AVO meter tersebut.
Berdasarkan prinsip kerjanya, ada dua
jenis AVO meter, yaitu AVO meter analog (menggunakan jarum putar / moving coil)
dan AVO meter digital (menggunakan display digital). Kedua jenis ini tentu saja
berbeda satu dengan lainnya, tetapi ada beberapa kesamaan dalam hal
operasionalnya. Misal sumber tenaga yang dibutuhkan berupa baterai DC dan probe
/ kabel penyidik warna merah dan hitam.
Pada AVO meter digital, hasil pengukuran
dapat terbaca langsung berupa angka-angka (digit), sedangkan AVO meter analog
tampilannya menggunakan pergerakan jarum untuk menunjukkan skala. Sehingga
untuk memperoleh hasil ukur, harus dibaca berdasarkan range atau divisi. AVO meter
analog lebih umum digunakan karena harganya lebih murah dari pada jenis AVO
meter digital.
Multimeter yang diuraikan dalam modul ini adalah multimeter analog yang
menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala.
Multimeter ini banyak digunakan karena harganya relative terjangkau. Jika pada
multimeter digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka
yang tampil pada layer display, pada multimeter analaog hasil pengukuran dibaca
lewat penunjukan jarum pada papan skala. Lihat gambar 1 dan gambar 2.
A . Multimeter AVO
Meter Analog
AVO Meter analog menggunakan jarum sebagai penunjuk
skala. Untuk memperoleh hasil pengukuran, maka harus dibaca berdasarkan range
atau divisi. Keakuratan hasil pengukuran dari AVO Meter analog ini dibatasi
oleh lebar dari skala pointer, getaran dari pointer, keakuratan pencetakan
gandar, kalibrasi nol, jumlah rentang skala. Dalam pengukuran menggunakan AVO
Meter Analog, kesalahan pengukuran dapat terjadi akibat kesalahan dalam
pengamatan (paralax).
Keterangan :
1. Meter Korektor,
berguna untuk menyetel jarum AVO meter ke arah nol, saat AVO meter akan
dipergunakan dengan cara memutar sekrupnya ke kanan atau ke kiri dengan
menggunakan obeng pipih kecil.
2. Range Selector
Switch adalah saklar yang dapat diputar sesuai dengan kemampuan batas ukur yang
dipergunakan yang berfungsi untuk
memilih posisi
pengukuran dan batas ukurannya. Saklar putar (range selector switch) ini
merupakan kunci utama bila kita menggunakan AVO meter. AVO meter biasanya
terdiri dari empat posisi pengukuran, yaitu :
- Posisi (Ohm)
berarti AVO Meter berfungsi sebagai ohmmeter, yang terdiri dari tiga batas ukur
: x1; x10; dan K.
- Posisi ACV (Volt
AC) berarti AVO Meter berfungsi sebagai voltmeter AC yang terdiri dari lima
batas ukur : 10V; 50V; 250V; 500V; dan 1000V.
- Posisi DCV (Volt
DC) berarti AVO meter berfungsi sebagai voltmeter DC yang terdiri dari lima
batas ukur : 10V; 50V; 250V; 500V; dan 1000V.
- Posisi DC mA
(miliampere DC) berarti AVO meter berfungsi sebagai miliamperemeter DC yang
terdiri dari tiga batas ukur, yaitu: 0,25; 25; dan 500.
Tetapi ke empat batas
ukur di atas untuk tipe AVO meter yang satu dengan yang lain batas ukurannya
belum tentu sama.
3. Terminal + dan –
Com, terminal dipergunakan untuk mengukur Ohm, AC Volt, DC Volt dan DC mA (yang
berwarna merah untuk + dan warna hitam untuk -).
4. Pointer (Jarum
Meter) merupakan sebatang pelat yang bergerak kekanan dan kekiri yang
menunjukkan besaran / nilai.
5. Mirror (cermin)
sebagai batas antara Ommeter dengan Volt-Ampermeter. Cermin pemantul pada papan
skala yang digunakan sebagai panduan untuk ketepatan membaca, yaitu pembacaan
skala dilakukan dengan cara tegak lurus dimana bayangan jarum pada cermin harus
satu garis dengan jarum penunjuk, maksudnya agar tidak terjadi penyimpangan
dalam membaca.
6. Scale (skala)
berfungsi sebagai skala pembacaan meter.
7. Zero Adjusment
adalah pengatur / penepat jarum pada kedudukan nol ketika menggunakan Ohmmeter.
Caranya : saklar pemilih diputar pada posisi (Ohm), test lead + (merah)
dihubungkan ke test lead - (hitam), kemudian tombol pengatur kedudukan 0
diputar ke kiri atau ke kanan sehingga menunjuk pada kedudukan skala 0 Ohm.
9. Angka-Angka Batas
Ukur, adalah angka yang menunjukkan batas kemampuan alat ukur.
10. Kotak Meter,
adalah kotak / tempat meletakkan komponen-komponen AVOmeter.
Di sebelah kanan
saklar terdapat tanda ACV (Alternating Current Volt), yaitu Voltmeter untuk
mengukur arus bolak-balik atau aliran tukar. Batas ukur ini dibagi atas, misal
0-10 V, 0-50 V, 0-250 V, 0-500 V, 0-1000 V.
Bagian atas saklar
penunjuk diberi tanda OHM dan ini merupakan batas ukur Ohm meter yang dapat
digunakan untuk mengukur nilai tahanan dan baik buruknya alat-alat dalam
“pesawat”. Pada bagian ini terdapat batas ukur, yaitu misal : x1, x10, x100,
x1K, x10K.
Di sebelah kiri dari
saklar terdapat tanda DCV (Direct Current Volt) yang merupakan bagian dari
Voltmeter, yaitu bagian yang digunakan khusus untuk untuk mengukur tegangan
listrik DC. Batas ukur DCV dibagi atas, misal 0-10 V, 0-50 V, 0-250 V, 0-500 V,
0-1000 V.
Pengukuran di bawah
10 Volt dipakai batas ukur 0-10 V. Bila di atas 12 Volt dan di bawah 50 Volt
dipergunakan batas ukur 0-50 V. Jika di atas 50 Volt dan di bawah 250 Volt
digunakan batas ukur 0-250 V. Bila di atas 250V dan dibawah 500V digunakan
batas ukur 500 Volt. Bila lebih dari 500 V dan di bawah 1000V digunakan batas
ukur 0-1000 V. Jika lebih dari itu, maka tidak boleh menggunakan Volt meter
secara langsung.
Di bagian bawah
saklar terdapat tanda DC mA yang berguna untuk mengukur besarnya kuat arus
listrik. Batas ukur dibagi atas, misal 0-0,25 mA, 0-25 mA, 0-500 mA. Bila
menggunakan alat ukur ini, pertama-tama letakkanlah saklar pada batas ukur yang
terbesar / tertinggi, kemudian di bawahnya sehingga batas ukur yang digunakan
selalu lebih tinggi dari arus yang kita ukur.
Selain itu, ada beberapa
hal yang perlu diperhatikan didalam menggunakan AVO meter :
1. Setiap kali
menggunakan AVO meter harus memperhatikan batas ukur alat tersebut. Kemampuan
alat ukur (kapasitas alat ukur) harus lebih besar dari yang hendak di ukur.
Kesalahan dalam pemakaian alat ukur AVO meter dapat mengakibatkan kerusakan.
2. AC Voltmeter hanya
boleh dipergunakan untuk mengukur AC Volt, tidak boleh dipergunakan untuk
mengukur DC Volt. Demikian juga sebaliknya. Ohmmeter tidak boleh dipergunakan
untuk mengukur tegangan listrik, baik DC maupun AC Volt karena dapat
mengakibatkan rusaknya alat ukur tersebut. Jadi, pemakaian alat ukur harus
sesuai dengan fungsi alat ukur tersebut.
3. Periksa jarum
meter apakah sudah tepat pada angka 0 pada skala DC mA, DCV atau ACV posisi jarum
nol di bagian kiri dan skala Ohmmeter posisi jarum nol di bagian kanan.
Avometer analog lama
tipe jarum begerak memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan.
Kelebihan:
* Dapat mengukur
fluktuasi dan yang bersifat sementara. Meter analog dapat mengukur fluktuasi
frekuensi rendah, sampai batas tertentu.
* Tidak memerlukan
baterai. Baterai diperlukan untuk fungsi resistance meter tetapi fungsi
voltmeter dan ammeter dapat bekerja tanpa baterai.
* Baik untuk
pembacaan yang cepat. Jarum analog bereaksi dengan cepat, membuatnya pas untuk
mencolokkan probe pada titik-titik pengukuran. Pembacaan high, medium dan low
mudah terlihat dalam sekejap.
* Baik untuk
men-tuning rangkaian-rangkaian elektronik ke nilai spesifik (sebagai contoh:
men-seting trim atau variabel resistor) sebagaimana kecepatan jarum dan posisi
relatif-nya menyediakan respon yang berguna.
Kekurangan:
* Akurasi yang
terbatas. Rentang akurasi berkisar dari plus atau minus 1% sampai 4% skala
penuh (tergantung dari model dan tipe pengukuran). Pembacaan pada posisi tengah
skala (setengah dari skala penuh) akan memiliki setengah akurasi (2% ~ 8%).
* Tidak ada rentang
otomatis (auto range). Untuk pembacaan yang lebih presisi, meter harus diset
secara manual sehingga jarum hampir pada posisi maksimum (full scale
deflection).
* Memungkinkan salah
membaca skala.
* Skala dapat sulit
dibaca.
* Lemah. Mekanis
jarum lemah dan dapat mempengaruhi akurasi jika multimeter terjatuh.
B.
Multimeter AVO Meter Digital
AVO meter digital tidak
sama halnya dengan AVO meter analog yang menggunakan jarum. AVO meter digital
menggunakan display yang langsung dapat menampilkan hasil pengukuran berupa
angka-angka. Karena tidak menggunakan jarum, AVO meter digital ini bentuk
fisiknya lebih kecil daripada AVO meter analog dan tidak perlu melakukan
kalibrasi lagi sebelum melakukan pengukuran. Selain itu, ketelitian di dalam
pengukurannya juga jauh lebih bagus daripada AVO meter analog. AVO meter
digital terlihat pada gambar di bawah ini.
Avometer digital sangat populer. Namun pengguna
perlu waspada dengan keterbatasan-nya.
Kelebihan:
* Akurat. DMM terbaik dapat memiliki
akurasi hingga plus atau minus 0.1% tetapi 1% ~ 2% lebih umum.
* Mudah digunakan. DMM auto range secara
otomatis memindah rangkaian dalam meter ke rentang pengukuran yang tepat.
* Banyak fiturnya. DMM profesional dapat
mengukur gelombang frekuensi dan duty cycle (hampir mendekati fitur osiloskop).
Kekurangan:
* Tampilan LCD dapat nampak terlalu
redup untuk gampang dibaca. Beberapa model memiliki tampilan lampu latar tetapi
hal ini akan mengurangi umur baterai.
*
Tidak cocok untuk mengukur fluktuasi dan transient.
*
Tidaka ada pengaturan NOL untuk pengukuran resistansi, kecuali pada model
profesional.
PENGERTIAN WATTMETER
Wattmeter adalah instrumen pengukur daya listrik yang pembacaannya dalam satuan
watt di mana merupakan kombinasi voltmeter dan amperemeter. Dalam pengoperasiannya
harus memperhatikan petunjuk yang ada pada manual book atau tabel yang tertera pada
wattmeter. Demikian juga dalam hal pembacaannya harus mengacu pada manual book yang
ada.
Pengukuran daya listrik secara langsung adalah dengan menggunakan wattmeter, ada beberapa
jenis wattmeter, antara lain wattmeter elektrodinamik, wattmeter induksi, wattmeter
elektrostatik dan sebagainya. Yang paling banyak digunakan adalah wattmeter elektrodinamik,
karena sesuai dengan karakteristiknya.
Wattmeter Eletrodinamik atau Elektrodinamometer Wattmeter
Instrumen ini cukup familiar dalam desain dan konstruksi
elektrodinamometer tipe ammeter dan voltmeter analog. Kedua koilnya dihubungkan
dengan sirkuit yang berbeda dalam pengukuran power. Koil yang tetap atau field coil
dihubungkan secara seri dengan rangkaian, koil bergerak dihubungkan paralel dengan
tegangan dan membawa arus yang proporsional dengan tegangan. Sebuah tahanan non-induktif
dihubungkan secara seri dengan koil bergerak supaya dapat membatasi arus menuju
nilai yang kecil. Karena koil bergerak membawa arus proposional dengan tegangan
maka disebut pressure coil atau voltage coil dari wattmeter.
Error pada
Wattmeter
1. Error pada akibat hubungan berbeda.
2. Error akibat
induktansi kumparan tegangan.
3. Error akibat
kapasistansi pada rangkain kumparan tegangan.
4. Error karena
medan liar.
5. Error karena
arus Eddy.
Wattmeter
Induksi
Prinsip kerja wattmeter induksi sama dengan prinsip kerja amperemeter
dan voltmeter induksi. Perbedaan dengan wattmeter jenis dinamometer adalah wattmeter induksi hanya dapat dipakai dengan suplai listrik
bolak balik sedangkan wattmeter jenis dinamometer dapat dipakai baik dengan suplai
listrik bolak balik atau searah.
Kelebihan dan keterbatasan wattmeter induksi yaitu wattmeter induksi
mempunyai skala lebar, bebas pengaruh medan liar, serta mempunyai peredaman bagus.
Selain itu, alat ukur ini juga bebas dari error akibat frekuensi. Kelemahannya adalah
timbulnya error yang kadang-kadang serius yang diakibatkan oleh pengaruh suhu sebab
suhu ini berpengaruh pada tahanan lintasan arus eddy.
Pengukuran daya arus searah dapat dilakukan dengan alat ukur wattmeter.
Di dalam instrumen ini terdapat dua macam kumparan yaitu kumparan arus dan kumparan
tegangan. Kopel yang dikalikan oleh kedua macam kumparan tersebut berbanding lurus
dari hasil perkalian arus dan tegangan.
Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua
kelompok sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu daya listrik DC dan daya listrik
AC.
Daya listrik DC dirumuskan sebagai
Dimana :
P = daya (Watt)
V = tegangan
(Volt)
I = arus (Ampere
Daya listrik
AC ada dua macam yaitu daya untuk satu phase dan daya untuk tiga phase.
Pada sistem
satu phase dirumuskan sebagai berikut:
Dimana:
V = tegangan kerja (Volt)
I = arus yang
mengalir ke beban (Ampere)
cos f = faktor
daya
Pada sistem
tiga phase dirumuskan sebagai:
Dimana :
V = tegangan phase netral (Volt)
I = arus yang
mengalir ke beban (Ampere)
cos f = faktor
daya
Pengukuran Daya Satu Fasa dengan Menggunakan Wattmeter
Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran
daya, dia dapat dipakai untuk menunjukkan daya searah (DC) maupun daya bolak-balik
(AC) untuk setiap bentuk gelombang tegangan dan arus dan tidak terbatas pada gelombang
sinus saja.
Elektrodinamometer yang digunakan sebagai voltmeter atau kumparan-kumparan
yang diam dihubungkan seri dengan tahanan penbatas arus dan membawa arus kecil (IP).
Arus sesaat didalam kumparan yang berputar adalah IP = e/RP dimana e adalah tegangan
sesaat pada jala-jala dan RP adalah tahanan total, kumparan berputar beserta tahanan
serinya.
Defleksi kumparan putar sebanding dengan perkalian
IC dan IP dan untuk defleksi rata-rata selama satu perioda dapat dituliskan :
Dimana:
rata-rata = defleksis udut rata-rata kumparan
K = konstanta
instrumen
IC = arus
seasaat dalam kumparan medan
IP = arus
sesaat di dalam kumparan-kumparan potensial
Dengan menganggap
sementara IC sama dengan arus beban I (secara aktual IC = IP + I) dan menggunakan
nilai IP = e/RP kita bisa dapatkan :
Menurut definisi, daya rata-rata didalam suatu rangkaian
adalah :
Jika φ dan I adalah besaran sinus dengan bentuk e = Em sin wt
dan I = Im sin (wt + φ) maka persamaan (*) berubah menjadi : dimana E dan I menyatakan
nilai-nilai rms tegangan dan arus φ menyatakan sudut fasa antara tegangan dan arus.
Wattmeter elektrodinamometer membutuhkan sejumlah daya untuk mempertahankan
medan magnetnya, tetapi ini biasanya begitu kecil dibandingkan daya beban sehingga
dapat diabaikan, Jika diperlukan pembacaan daya yang tepat, kumparan arus harus
persis membawa arus beban, dan kumparan potensial harus dihubungkan diantara terminal
beban.
Dengan menghubungkan kumparan potensial ke titik A, tegangan beban
terukur dengan tepat. Tetapi arus yang melalui kumparan-kumparan medan lebih besar
sebanyak IP. Berarti wattneter membaca lebih tinggi sebesar kehilangan daya daya
tambahan didalam rangkaian potensial. Tetapi, jika rangkaian potensial dihubungkan
ke titik B, kumparan medan mencatat arus yang tepat, tetapi tegangan pada kumparan
potensial akan lebih besar sebanyak penurunan tegangan pada kumparan-kumparan medan.
Juga wattmeter akan mencatat lebih tinggi, tetapi dengan kehilangan sebesar I.R
di dalam kumparan medan.
Cara penyambungan yang tepat tergantung pada situasi. Umumnya,
sambungan kumparan potensial pada titik A lebih diinginkan untuk beban-beban arus
tinggi, tegangan rendah, sedang sambungan kumparan potensial pada titik B lebih
diinginkan untuk beban-beban arus rendah, dan tegangan tinggi.
Kesulitan dalam menempatkan sambungan kumparan potensi diatasi
dengan wattmeter yang terkompensasi. Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masing-masing
mempunyai jumlah lilitan yang sama. Salah satu kumparan menggunakan kawat besaran
yang membawa arus beban ditambah arus untuk kumparan potensial. Gulungan lain menggunakan
kawat kecil (tipis) dan hanya membawa arus ke kumparan tegangan. Tetapi arus ini
berlawanan dengan arus didalam gulungan besar, menyebabkan fluks yang berlawanan
dengan fluks utama. Berarti efek I dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang
sesuai.
PRINSIP KERJA WATTMETER
Cara menggunakan wattmeter pertama-tama telitilah kedudukan
jarumpenunjuknya jika kedudukannya sudah tepat pada angka 0 berarti wattmeter
sudahsiap untuk digunakan. Apabila kedudukan jarum penunjuk belum tepat pada
angka0, maka harus diatur dengan memutar sekrup pengatur kedudukan
jarum.Prinsip kerja wattmeter induksi sama dengan prinsip kerja amperemeter
danvoltmeter induksi. Pengukuran daya arus searah dapat dilakukan dengan alat
ukurwattmeter. Didalam instrumen ini terdapat dua macam kumparan yaitu
kumparanarus dan kumparan tegangan. Kopel yang dikalikan oleh kedua macam
kumparantersebut berbanding lurus dari hasil perkalian arus dan tegangan. Daya
listrik dalampengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok sesuai dengan
catutenaga listriknya, yaitu daya listrik DC dan daya listrik AC. Daya listrik
DC dirumuskansebagai:
Dimana:P = daya (Watt)V = tegangan (Volt)I = arus
(Ampere)Daya listrik AC ada dua macam faktor daya yaitu daya untuk satu phase
dan dayauntuk tiga phase.
Pada
sistem satu phase dirumuskan sebagai berikut:
Dimana:V
= tegangan kerja (Volt)I = arus yang mengalir ke beban (Ampere)cos f =