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 =