Bahan Ajar Alat Ukur Dan Pengukuran Elektronika [PDF]

Citation preview

POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 1 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Pengukuran Elektronika Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan :I Pokok bahasan ; Dasar Alat Ukur Listrik Elektromagnetik Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep dasar medan magnet dan penentuan medan magnet dengan beberapa percobaan kaidah-kaidah seperti percobaan orsted, percobaan ampere, kaidah penarik gabus dan kaidah tangan kanan 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dasar dasar alat ukur listrik, elektronika dan intstrument navigasi udara 9. Capaian Pembelajaran. Khusus 1. Mahasiswa mampu menjelaskan gaya medan magnet dan kaidah-kaidahnya. 2. Mahasiswa mampu melakukan dan dapat kaidah- dkaidah dalam menentukan medan magnetic dengan baik dan benar 3. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian medan megnetik dan kaidah-kaidahnya Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai cara menentukan medan magnetik 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan medan magnetic dan kaidah-kaidahnya 12. Subtansi kajian 1. Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah medan magnetik 2. Dapat menerapkan kaidah-kaidah dalam menentukan medan magnetik 13. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 1. Mengacu pada buku pegangan (buku teks )



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 2 / 108



A.J. Dirksen.(1981). Pelajaran Elektronika Jilid 1 . Jakarta: Penerbit Erlangga. 2. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



PENDAHULUAN a.1. Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Dalam teknik listrik arus bolak-balik maupun arus searah, kitatelah mengenal beberapa besaran listrik seperti: arus listrik,tegangan, daya, dan sebagainya. Besaran-besaran ini tidak dapat ditanggapi secara langsung dengan panca indera kita. Untuk memungkinkan pelaksanaan pengukuran terhadap besaran listrik tersebut diatas, harus ditransformasikan dulu melalui suatu gejala fisis yang dapat memungkinkan pengamatan melalui panca indera kita, misalnya besaran kuat arus listrik dikonversikan melalui suatu gejala fisis ke dalam besaran mekanis.Perubahan tersebut dapat merupakan suatu putaran melalui suatu putaran tertentu. Besar sudut putar tersebut berhubungan langsung dengan besaran arus listrik yang akan kita amati,sehingga dengan demikian hasil pengukuran tadi yang berupa perputaran dan besaran sudut dikembalikan menjadi pengukuran terhadap besaran listrik yang diinginkan.Pada umumnya, alat-alat ukur besaran listrik lainnya juga bekerja berdasarkan prinsip perubahan besaran listrik langsung melalui suatu gejala fisis tertentu ke dalam suatu perputaran dimana putaran tersebut dihubungkan dengan jarum yang berputar pada skala tertentu. Alat-alat ukur dalam golongan ini berfungsi sebagai alat penunjuk a.2. Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan medan magnetic dan kaidah-kaidahnya a.3. Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika a.4. Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan fungsi dasar alat ukur dan satuan besaran pengukuran dan mampu melakukan dan dapat menerapkan pengukuran listrik dan elektronika dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 3 / 108



a.5. Urutan pembahasan a. Pendahuluan b. Medan Magnet. c. Percobaan Oersted d. Percobaan Ampere e. Garis gaya dan arah garis gaya magnet f. Hukum Biot Savart g. Prinsip Kerja dan Dasar Alat Ukur listrik  Asas Magnetis  Asas Gulungan Putar (Moving Coil)  Asas Elektrodinamis  Asas Elektromagnetis  Asas Induksi a.6. Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:  Melakukan ceramah dengan menampilkan contoh gambar alat alat ukur,  Melakukan diskusi dengan Tanya jawab kepada mahasiswa.  Menjelaskan beberap contoh penggunaan alat ukur listrik secara umim  Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai alat ukur 2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah dasar dasar alat ukur listrik



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 4 / 108



a.7. Penyajian Materi BAB I MEDAN MAGNET 1. Pendahuluan Dalam teknik listrik arus bolak-balik maupun arus searah, kita telah mengenal beberapa besaran listrik seperti: arus listrik, tegangan, daya, dan sebagainya. Besaranbesaran ini tidak dapat ditanggapi secara langsung dengan panca indera kita. Untuk memungkinkan pelaksanaan pengukuran terhadap besaran listrik tersebut diatas, harus ditransformasikan dulu melalui suatu gejala fisis yang dapat memungkinkan pengamatan melalui panca indera kita, misalnya besaran kuat arus listrik dikonversikan melalui suatu gejala fisis ke dalam besaran mekanis. Perubahan tersebut dapat merupakan suatu putaran melalui suatu putaran tertentu. Besar sudut putar tersebut berhubungan langsung dengan besaran arus listrik yang akan kita amati, sehingga dengan demikian hasil pengukuran tadi yang berupa perputaran dan besaran sudut dikembalikan menjadi pengukuran terhadap besaran listrik yang diinginkan. Pada umumnya, alat-alat ukur besaran listrik lainnya juga bekerja berdasarkan prinsip perubahan besaran listrik langsung melalui suatu gejala fisis tertentu ke dalam suatu perputaran dimana putaran tersebut dihubungkan dengan jarum yang berputar pada skala tertentu. Alat-alat ukur dalam golongan ini berfungsi sebagai alat penunjuk. 1.1. Medan Magnet Medan magnetik dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnetik yang disebut spectrum magnetik. Gaya magnetik dapat ditimbulkan oleh benda benda yang bersifat megnetik dan juga arus listrik/ muatan listrik yang bergerak. Medan magnetik adalah ruang disekitar magnet dimana tempat benda-benda tertentu mengalami gaya magnetik. Garis gaya magnetik didefinisikan sebagai garis khayal yang merupakan lintasan kutub utara magnet-magnet kecil apabila dapat bergerakdengan bebas. Garis gaya magnetik selalu memancar dari kutub utara ke kutub selatan dan tidak pernah memotong



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



Magnet batang sederhana



ML 708



Halaman : 5 / 108



Garis medan magnet batang sederhana



Gambar. 1 Medan Magnet dan garis medan magnet. Garis medan magnetik dianggap mempunyai karakteristik tertentu. Semua



garis kekuatan:



   



Mulai pada kutub utara dan berakhir pada kutub selatan . Kontinu dan selalu membentuk loop yang lengkung. Tidak pernah memotong. Cenderung memendek sendiri , karenanya garis magnet diantara kutub yang berbeda menyebabkan kutub ditarik lebih dekat.  Masuk dan keluarnya material magnet pada sisi kanan permukaan.  Melewati semua material, magnet ataupun nonmagnet. Selain itu, ada isolator untuk kuat garis mag



tidak



Baru saja disebutkan bahwa medan magnetik disebabkan oleh arus listrik yang mengalir dalam sebuah penghantar. Aliran arus ini akan mengakibatkan timbulnya medan magnetik disekitar penghantar tersebut, sama seperti ketika kita mendefinisikan wilayah di dekat sebuah tongkat bermuatan sebagai medan listrik. Ada beberapa percobaan dan kaidah kaidah yang menjelaskan adanya medan magnet yang timbul disekitar arus listrik antara lain    



Percobaan Oersted Percobaan Ampere Kaidah Penarik Gabus Kaidah Tangan Kanan



1. Percobaan Oersted Hans Christian Oersted (1777-1851 orang Denmark) merupakan orang pertama yang menemukan adanya medan magnet disekitar arus listrik Dalam Tahun 1820 ,Oersted menemukan bahwa arus di dalam sebuah kawat dapat juga menghasilkan efek –efek magnetik,sehingga dapat dikatakan bahwa arus tersebut dapat mengubah arah, Oersted menentukan adanya medan magnet di sekitar Percobaan Oersted seperti berikut



kawat yang berarus listrik ,



Kawat tidak dialiri arus listrik, magnet jarum tetap pada kedudukan semula Utara - Selatan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



Kawat dialiri arus listrik dari arah selatan, magnet jarum menyimpang ke kiri.



Kawat dialiri arus listrik dari arah utara, magnet jarum menyimpang ke kanan



Gambar.2. Percobaan Oersted



ML 708



Halaman : 6 / 108



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 7 / 108



Pada Gambar di atas terlihat bahwa jarum kompas tidak mengalami penyimpangan ketika kawat penghantar belum dialiri arus listrik Seluruh jarum kompas menunjuk ke arah yang sama yaitu ke arah utara. Setelah kawat dialiri arus listrik, terlihat bahwa jarum kompas mengalami penyimpangan. Inilah bukti sederhana bahwa ternyata arus listrik dapat menimbulkan medan gaya (magnet) di ruang sekitarnya. Jika memang ada medan magnetik di sekitar penghantar berarus, maka seberapa besar kuat medan magnet itu dan ke mana arahnya ? Dengan mengandaikan bahwa medan magnet terdiri dari garis-garis gaya magnet, maka semakin kuat medan magnet tentu semakin banyak garis-garis gaya di wilayah tersebut. Banyaknya garis dengan Ф. Jumlah garis-garis gaya yang menembus tegak lurus bidang seluas 1 m2 disebut rapat fluks magnet (B). Dengan demikian rapat fluks magnet ini dapat dirumuskan sebagai berikut :



Satuan untuk rapat fluks magnet berdasarkan persamaan tersebut adalah Wb/m2 . Nilaisatuan ini setara dengan satuan tesla (T). Di dalam sebuah bidang ada banyak sekali titik-titik dan setiap titik tersebut mempunyai rapat fluks yang belum tentu sama. Rapat fluks magnet di suatu titik disebut sebagai induksi magnetik. Induksi magnetik di suatu titik di udara sama dengan kuat medan magnet di titik itu, atau



B=H dengan H adalah kuat medan magnet. Sedangkan bila induksi magnetik terjadi tidak di udara melainkan di dalam suatu zat, maka



B =μ H Dengan μ merupakan lambang untuk permeabilitas zat 2. Percobaan Ampere Ampere menyatakan bahwa kawat yang berarus listrik mengadakan gaya tarik atau tolak satu sama lain. Pada dua arus yang sama arahnya akan salingmenarik dan dua arus yang berlawanan arahnya akan saling menolak.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 8 / 108



Gambar .3 Percobaan Ampere 3. Kaidah Penarik Gabus Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kidah penarik gabus seperti; Jika arah gerak penarik gabus menggambarkan arah arus listrik, maka arah putaran penarik gabus menunjukkan arah kuat medan atau garis gay



Gambar 4. Arah medan magnet dan arus listrik menurut kaidah penarik gabus 4. Kaidah Tangan Kanan Bila ibu jari tangan menunjukkan arah arus, maka arah garis gaya atau kuat medan sama dengan arah jari-jari yang digenggam. Besarnya gaya listrik di suatu titik dalam medan listrik menyatakan kuat medan listrik di titik tersebut.



Gambar 5. Kaidah Tangan Kanan.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 9 / 108



1.8. Proses Evaluasi (Assesment) a. Kehadiran Mahasiswa b. Memberikan pertanyaan atau latihan soal sebelum akhir pertemuan. Soal; 1. Jelaskan pengertian pengukuran listrik 2. Jelaskan pengertian medan magenet 3. Jelaskan hasil percobaan oersted , ampere dan hokum biosavart 4. Jelaskan arah dan garis magenet 5. Jelaskan perinsip kerja alat ukur listrik berdasarkan asas asa alat ukur



Penutup a. Rangkuman Medan magnetik adalah ruang disekitar magnet dimana tempat benda-benda tertentu mengalami gaya magnetik. Garis gaya magnetik didefinisikan sebagai garis khayal yang merupakan lintasan kutub utara magnet-magnet kecil apabila dapat bergerakdengan bebas. Ada beberapa percobaan dan kaidah kaidah yang menjelaskan adanya medan magnet yang timbul disekitar arus listrik antara lain : Percobaan Oersted, Percobaan Ampere, Kaidah Penarik Gabus dan Kaidah Tangan Kanan



b. Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat makalah dengan tema medan magnetik, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 10 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Pengukuran Elektronika Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan : II Pokok bahasan ; Dasar Pengukuran Dan Besaran Listrik Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep dasar-dasar alat ukur teknik dan instrument navigasi udara dan cara melakukan pengukuran pada komponen dan peralatan alat alat listrik dan elektronika seperti alat ukur arus,tegangan dan tahanan listrik dan frekuensi dan instrument yang berhubungan navigasi udara 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dasar dasar alat ukur listrik, elektronika dan intstrument navigasi udara. 9. Capaian Pembelajaran. Khusus a. Mahasiswa mampu menjelaskan fungsi dasar Pengukuran dan satuan besaran pengukuran listrik dan elektronika b. Mahasiswa mampu melakukan dan dapat menerapkan pengukuran listrik dan elektronika dengan baik dan benar c. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian pengukuran dan besran besaran listrik Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai cara pengukuran dan besaran listrik 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dasar – dasar alat ukur Listrik 12. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah alat ukur dan pengukuran listrik Menjelaskan Pengertian dasar alat alat ukur mekanikal dan elektrikal 13. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 1. Mengacu pada buku pegangan (buku teks ) Sujana Safei, 1987, Alat Ukur dan Pengukuran,Penerbit Erlangga, Jakarta 2. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 11 / 108



PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Pengukuran



adalah Membandingkan suatu besaran yang tidak diketahui harganya



dengan besaran lain yang telah diketahui harganya.



Alat ukur digunakan untuk



keperluan pengukuran.. Alat ukur Instrumen untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel. Prinsip kerja alat ukur harus dipahami agar alat ukur dapat digunakan dengan cermat Untuk melakukan suatu pengukuran di butuhkan instrumen untuk menentukan suatu besaran atau variabel. Instrumen dapat didefinisikan sebagai sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau bersaran dari sebuah kuantitas atau variabel. Instrumen Elektronik, merupakan sebuah alat ukur yang didasarkan pada prinsip prinsip listrik atau elektronika pada pemakaiannya. Dalam pengukuran digunakan sejumlah istilah antara lain: Instrumen, Ketelitian (accuracy), Ketepatan (Precision), Sensiitivitas (sensitivity), Resolusi ( Resolution) dan Kesalahan (error) Untuk



menetapkan



sistrem



satuan



ini



dibentuklah



suatu



komisi



standar



internasional.Sistem satuan yang pertama adalah C.G.S. (Centimeter, Gram, Second) sebagai dasar a.



Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dasar – dasar alat ukur Listrik



1.2 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika 1.3 Manfaat,



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 12 / 108



Mahasiswa mampu menjelaskan tentang cara pengukuran listrik dan satuan besaran pengukuran dan mampu melakukan dan dapat menerapkan pengukuran listrik dan elektronika dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.4 Urutan pembahasan a. Pengertian dan Definisi b. Satuan dan Standar c. Alat Ukur d. Metode Pengukuran e. Mode Operasi 1.5 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:  Melakukan ceramah dengan menampilkan contoh gambar alat alat ukur,  Menjelaskan beberap contoh penggunaan pengukuran elektronika secara umum  Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai pengukuran elektronika. 2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan pengukuran dan besaran listrik  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.6 Penyajian BAB II. Pengukuran Dan Besaran Listrik 2.1 Pengertian dan Definisi Dalam teknik listrik arus bolak-balik maupun arus searah, kitatelah mengenal beberapa besaran listrik seperti: arus listrik,tegangan, daya, dan sebagainya. Besaran-besaran ini tidak dapatditanggapi secara langsung dengan panca indera kita. Untukmemungkinkan pelaksanaan pengukuran terhadap besaran listriktersebut diatas, harus ditransformasikan dulu melalui suatu gejalafisis yang dapat memungkinkan pengamatan melalui panca inderakita, misalnya



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 13 / 108



besaran kuat arus listrik dikonversikan melalui suatugejala fisis ke dalam besaran mekanis.Perubahan tersebut dapat merupakan suatu putaran melaluisuatu putaran tertentu. Besar sudut putar tersebut berhubunganlangsung dengan besaran arus listrik yang akan kita amati,sehingga dengan demikian hasil pengukuran tadi yang berupaperputaran dan besaran sudut dikembalikan menjadi pengukuranterhadap besaran listrik yang diinginkan.Pada umumnya, alat-alat ukur besaran listrik lainnya jugabekerja berdasarkan prinsip perubahan besaran listrik langsungmelalui suatu gejala fisis tertentu ke dalam suatu perputarandimana putaran tersebut dihubungkan dengan jarum yang berputarpada skala tertentu. Alat-alat ukur dalam golongan ini berfungsisebagai alat penunjuk Pengukuran adalah Membandingkan suatu besaran yang tidak diketahui harganya dengan besaran lain yang telah diketahui harganya. Alat ukur digunakan untuk keperluan pengukuran.. Alat ukur Instrumen untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel. Prinsip kerja alat ukur harus dipahami agar alat ukur dapat digunakan dengan cermat Untuk melakukan suatu pengukuran di butuhkan instrumen untuk menentukan suatu besaran atau variabel. Instrumen dapat didefinisikan sebagai sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau bersaran dari sebuah kuantitas atau variabel. Instrumen Elektronik, merupakan sebuah alat ukur yang didasarkan pada prinsip prinsip listrik atau elektronika pada pemakaiannya. Dalam pengukuran digunakan sejumlah istilah antara lain:       2.2.



Instrumen, Ketelitian (accuracy) Ketepatan (Precision) Sensiitivitas (sensitivity) Resolusi ( Resolution) Kesalahan (error)



Satuan dan Standar



Ilmu pengukuran listrik merupakan bagian integral dari pada ilmu fisika. Kebanyakan alat ukur yang digunakan sekarang pada prinsipnya sama dengan alat ukur konvensional, tetapi sudah banyak mengalami perbaikan tentang ketelitiannya. Untuk menetapkan nilai dari beberapa besaran yang bisa diukur, harus diketahui dulu nilai, jumlah dan satuannya. Jumlah biasanya ditulis dalam bentuk angka-angka sedangkan satuannya menunjukkan Besarannya Pengertian tentang hal ini adalah penting dan harus diketahui dan disetujui bersama oleh teknisi-teknisi antara bangsa-bangsa karena dengan melihat macam satuannya maka dapat diketahui besaran pada alat ukurnya.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 14 / 108



Untuk menetapkan sistrem satuan ini dibentuklah suatu komisi standar internasional.Sistem satuan yang pertama adalah C.G.S. (Centimeter, Gram, Second) sebagai dasar. Adadua sistem C.G.S. yang digunakan yaitu C.G.S. elektrostatis dan C.G.S. elektrodinamis.Dalam pengukuran listrik yang banyak digunakan adalah yang kedua. 1. Sistem Satuan C.G.S. dan Satuan Praktis Satuan-satuan praktis yang sering digunakan dalam pengukuran-pengukuran besaranlistrik adalah : Arus Listrik ( I ) = Ampere ( A ) Tegangan ( V ) = Volt ( V ) Tahanan ( R ) = Ohm ( W ) Daya Semu ( S ) = Voltampere ( VA) Daya Nyata ( P ) = Watt ( W ) Daya Reaktif ( Q ) = Voltampere reaktif ( VAR ) Induktansi ( L ) = Henry ( H ) Kapasitansi ( C ) = Farad ( F ) Muatan Listrik ( Q ) = Coulomb ( C ) 2. Sistem Satuan M.K.S. Tahun 1901 diusulkan sistem satuam Meter, Kilogram, Second (M.K.S.). Sistem ini merupakan pengembangan sistem C.G.S. dimana panjang dalam meter, berat dalam kilogram dan waktu dalam detik. Sehingga dalam sistem ini adalah sebagai berikut : Luas = m2 Volume = m3 Kecepatan = m/det Gaya = newton Kerja, Energi = joule Daya = watt Kuat arus = ampere Tegangan = volt 2.3. Alat Ukur Secara umum alat ukur ada 2 type yaitu : 1. Absolute Instruments Merupakan alat ukur standar yang sering digunakan di laboratoriumlaboratorium dan jarang dijumpai dalam pemakaian di pasaran lagi pula alat ini tidak memerlukan pengkalibrasian dan digunakan sebagai standar. 2. Secondary Instruments



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 15 / 108



Merupakan alat ukur dimana harga yang ditunjukkan karena adanya penyimpangan dari alat penunjuknya dan ternyata dalam penunjukan ada penyimpangan maka alat ini harus lebih dulu disesuaikan/dikalibrasi dengan membandingkan dengan absolute instruments atau alat ukur yang telah lebih dulu disesuaikan. Alat ukur dikelompokkan menjadi 2 yaitu : a. Alat ukur analog – jarum



Gambar 12. Alat Ukur Analog b. Alat ukur digital – angka elektronik



Gambar 13, Alat ukur digital 2.3.1. Metode Pengukuran Ada dua metode yang digunakan dalam suatu pengukuran, yaitu: 1. Metode Nol  Dimulai keadaan seimbang .  Dihubungkan ke benda yang diukur, keseimbangan terganggu.  Hasil pengukuran adalah seberapa besar upaya yang diperlukan untuk mengembalikan ke keasaan seimbang



Gambar 14. Contoh alat ukur dengan metode nol, timbangan pasar



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 16 / 108



2. Metode Defleksi   



Dimulai dari keadaan seimbang Dihubungkan ke benda yang diukur, keseimbangan terganggu Hasil pengkuran adalah kalibrasi penyimpangan dari keadaan awal kedalam suatu besaran ukur



Gambar 15. Contoh alat ukur dengan metode defleksi, pressure gauge 1.Proses Evaluasi (Assesment) Kehadiran Mahasiswa Memberikan pertanyaan atau latihan soal sebelum akhir pertemuan. Soal; 1) 2) 3) 4) 5)



Jelaskan pengertian pengukuran listrik Jelaskan pengertian medan magenet Jelaskan hasil percobaan oersted , ampere dan hokum biosavart Jelaskan arah dan garis magenet Jelaskan perinsip kerja alat ukur listrik berdasarkan asas asa alat ukur



2.4 Penutup a. Rangkuman Pengukuran adalah Membandingkan suatu besaran yang tidak diketahui harganya dengan besaran lain yang telah diketahui harganya. Alat ukur digunakan untuk keperluan pengukuran.. Alat ukur Instrumen untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel. Prinsip kerja alat ukur harus dipahami agar alat ukur dapat digunakan dengan cermat



b. Umpan balik



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



Tugas Individu Tugas membuat makalah, dengan tulis tangan



ML 708



Halaman : 17 / 108



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 18 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknik Navigasi Udara (TNU) Mata Kuliah : Pengukuran Elektronika Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan : III & IV Pokok bahasan ; Alat Ukur dan Pengukuran Elektronika Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep pengukuran arus listrik, alat ukur yang diguanakan dan cara melakukan pengukuran pada komponen dan peralatan alat alat listrik dan elektronika seperti alat ukur arus, tegangan dan tahanan listrik serta frekuensi dan instrument yang berhubungan navigasi udara 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian pengukuran arus listrik dan batas ukur yang digunakan dalam rangkaian listrik. 9. Capaian Pembelajaran. Khusus  Mahasiswa mampu menjelaskan fungsi dasar Pengukuran arus litrik dan batasbatas alat ukur.  Mahasiswa mampu melakukan dan dapat menerapkan pengukuran listrik dan menentukan batas ukur alat ukur dengan baik dan benar  Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian pengukuran arus listrik dan batas-batas alat ukur dalam pengukuran Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai cara pengukuran dan besaran listrik 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dasar – dasar alat ukur Listrik batas- batas dalam pengukuran arus listrik. 12. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah pengukuran arus listrik Menjelaskan batas-batas alat ukur ampere meter, voltmeter dan ohm-meter yang digunakan dalam rangkaian 13. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 14. Mengacu pada buku pegangan (buku teks )



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 19 / 108



Sujana Safei, 1987, Alat Ukur dan Pengukuran,Penerbit Erlangga, Jakarta 15. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik.. PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada suatu rangkaian adalah ampere-meter (disebut juga am-meter). Alat ukur ini harus dilalui oleh arus listrik yang hendak di ukur. Oleh karena itu alat ukur harus disambung secara seri pada rangkaian, baik di depan ataupun di belakang alat pemakaian listrik.



1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengukuran arus listrik dan batas-batas alat ukur dalam rangkaian serta tahanan yang terdapat dalam alat ukur 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang cara pengukuran arus listrik, batas-batas alat ukur yang digunakan dalam rangkaian dan mampu menentukan tahanan alat ukur dalam rangkaian dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan  Pengukuran Arus Listrik  Batas Ukur Ampere-meter, Volt-meter dan Ohm Meter  Pengukuran Ampere-meter, Volt-meter dan Ohm-meter  Mengukur Tahanan  Pengukuran AC/DC 1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



  



ML 708



Halaman : 20 / 108



Melakukan ceramah dengan menampilkan contoh gambar alat alat ukur, Menjelaskan beberap contoh penggunaan pengukuran elektronika secara umum Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai pengukuran elektronika.



2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan pengukuran dan besaran listrik  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.7 Penyajian BAB III ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA 3.1 Pengukuran Arus Listrik Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada suatu rangkaian adalah amperemeter (disebut juga am-meter). Alat ukur ini harus dilalui oleh arus listrik yang hendak di ukur. Oleh karena itu alat ukur harus disambung secara seri pada rangkaian, baik di depan ataupun di belakang alat pemakai listrik.



(a)



(b)



Gambar 19 (a). Pengukuran am-meter dihubungkan seri dengan rangkaian. (b). Tahanan dalam am-meter mempengaruhi tahanan total rangkaian.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS



ML 708



ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



Halaman : 21 / 108



Karena alat am-meter ini harus dihubung seri terhadap rangkaian, maka alat ini harus mempunyai tahanan dalam (tahanan meter atau Rm ) yang sangat kecil. Jika tidak, maka alat ukur ini akan menambah jumlah tahanan di dalam rangkaian, akibatnya arus listrik dalam rangkaian akan turun. Dengan demikian, am-meter tidak dapat mengukur besar kuat yang sebenarnya, tetapi lebih rendah dari yang di harapkan. Semakin kecil tahanan dalam am-meter, semakin cermat pulalah system penunjukannya. 3.2 Batas ukur Ampere-meter Pada umumnya setiap alat ukur mempunyai batas ukur tertentu. Jarum penunjuk alat ukur yang batas tertinggi dari skala akan menyimpang penuh sampai batas paling kanan skala. Untuk mempertinggi batas dari am-meter dapat dilakukan dengan memasangkan tahanan shunt (tahanan parallel). Penambahan batas ukur pada alat-alat presisi dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1. Pada jepitan ampere-meter dipasangkan sebuah tahanan shunt yang telah untuk keperluan tersebut.



disediakan



2. Tahanan shunt telah dimasukkan ke dalam alat ukur biasa dapat disambungkan atau dilepaskan secara mudah.



a



b



Gambar 20. (a). Pengukuran arus sebelum dihubungkan dengan tahanan shunt. (b). Pengukuran arus dihubungkan tahanan shunt untuk menambah batas ukur.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 22 / 108



Untuk menentukan besarnya nilai tahanan shunt dari am-mater, perhatikan gambar 7.b di atas. Dalam rangkaian ABCD dapat dilihat bahwa tegangan antara titik AB dan CD adalah sama (sifat hukum paralel rangkaian). ECD =E AB atau I 1 R1=I 2 R 2 I 2=I −I 1 Maka



I 1 R1=(1−I 1) R2 I adalah kuat arus listrik yang hendak diukur yang mempunyaiharga sebesar n kali harga kuat arus yang melalui am-meter (I = nI1). Sehingga : I 1 R1=(n I 1−I 1 ) R 2



I 1 R1=(n−1) I 1 R2 R 2=



I 1 R2 (n−1) I 1



R 2=



R1 (n−1) I 1



R sh=



Rd n−1



Dimana : I



= kuat arus listrik yang akan di ukur



R1 = tahanan dalam alat ukur (Rd)



I1



= kuat arus yang melalui alat ukur



R2 = tahanan shunt (Rsh)



I2



= kuat arus yang melalui tahanan shunt



n



Contoh soal :



=



kelipatan perluasan batas ukur



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 23 / 108



1. Sebuah am-meter mempunyai tahanan dalam 0,5 Ω dengan penunjukkan maksimum 2A. Am-mater tersebut digunakan untuk mengukur arus sebesar 20A. Berapakah besar tahanan shunt yang harus dipasang pada alat ini? Penyelesaian: Diketahui: R1



= 0,5 Ω



( tahanan dalam alat ukur )



R1



=2A



( batas arus maksimum yang melalui alat ukur )



I



= 20 A



( kuat arus yang akan diukur )



Ditanyakan : R2 = …? I =n I a



(



tahanan



shunt



yang



harus



ditambahkan



)



n=I /I an=20/2 = 10 R 2=



R1 n−1



R 2=



0,5 , R2 = Rsh = 0,0056 ohm 10−1



2 Apabila sebuah mili-amper-meter dengan tahanan dalam sebesar 20 Ω dan batas ukurnya 0,01 A akan diperluas sampai dengan 10 A, berapakah besar tahanan shunt yang harus dipasang? Penyelesaian : Diketahui : R2



= 0,5 Ω



I1



=2A



I



= 20 A



Ditanyakan : R2 = …? I = n Ia



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 24 / 108



n = I/ Ia = 10/0,01 = 1000 R2 = R 1 (n –1)



= 20 1000-1



= 20 999



R2 = Rsh = 0,02 Ω 3.3 Pengukuran dan Pembacaan Ampere – meter Ampere-mater sederhana yang biasa digunakan pada panel dari suatu instalasi hanya mempunyai satu batas ukur atau satu batas skala. Sedangkan ampere- meter untuk control (pemeriksa atau pengukur) mempunyai beberapa batas ukur.



Gambar 21. Skala dari sebuah am-meter (pengukur arus dengan batas skala 0-300 A.



Gambar 22. Sebuah am-meter dengan beberapa batar skala yaitu: 2A, 5A, 10A dan 15A.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 25 / 108



Untuk mengetahui pembacaan kuat arus listrik yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk am-meter, dapat digunakan rumus: Pembacaan alat ukur = penunjukan jarum x batas ukur yang dipakai batas skala maksimum



Gambar 23. Contoh pembacaan alat ukur am-meter Pada gambar disampingpenunjukan jarum ampere-meteradalah 2,5. Batas skala maksimum 10 dan batas ukuryang digunakan adalah 2A.Pembacaan alat ukur adalah : Kuat arus = 2,5 x 2 = 0,5 A 10 3.4 Pengukuran Tegangan Listrik Volt-meter digunakan untuk besar tegangan yang terdapat pada dua titik terminal. Jika kita hendak mengukur tegangan pada suatu komponen rangkaian misalnya sebuah akumulator yang merupakan sumber tegangan, maka volt-meter dipasang secara parallel (sejajar) terhadap komponen tadi.



(a)



(b)



Gambar 24. (a). Alat ukur volt-meter dihubungkan paralel dengan rangkaian. (b). Tahanan dalam volt-meter harus sangat besar agar pengukuran lebih teliti.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 26 / 108



Berdasarkan gambar 11, dapat dilihat bahwa volt-meter harus mempunyai tahanan dalam yang sangat besar. Jika tidak demikian, maka hal ini akan menyebabkan turunnya tegangan pada kutub positif dan kutub negative dari sumber. Semakin besar kuat arus, semakin besar pula tegangan yang hilang (volatage drop). Akan lebih sempurna jika volt-meter mempunyai harga tahanan dalam yang besarnya tak terhingga. Hal ini akan menyebabkan tidak ada arus yang mengalir dalam volt-meter, sehingga kecermatannya menjadi maksimum. Seperti pada am-meter, alat ukur volt-meter juga pada umumnya menggunakan asas moving coil (kumparan putar). Pada umumnya kumparan putar tidak memiliki tahanan dalam yang besar. Supaya dapat digunakan pada volt-meter, maka perlu dipasang seri terhadap kumparan putar. Pada gambar 11.b, tahanan dalam Rm adalah tahanan yang diserikan dengan kumparan putar. 3.5 Batas Ukur Volt-meter Untuk menaikkan batas ukur dari sebuah volt-meter, dilakukan dengan menambahkan tahanan yang dipasang secara seri dengan alat ukur. Misalnya, sebuah volt-meter dengan batas ukur10V, dengan tahanan calam 1000 Ω hendak digunakan untuk mengukur tegangan sebesar 100V, maka kelebihan tegangan sebesar 90V ini harus dihilangkan di dalam tahanan yang dipasang seri dengan alat ukur.



Gambar 25. Pengukuran terhadap tegangan antar saluran listrik (jaringan listrik)



Gambar 26. Pengukuran terhadap tegangan listrik yang melebihi batas ukur dari voltmeter. R2 adalah tahanan yang diserikan dengan alat ukur untuk mengatasi kelebihan tegangan.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 27 / 108



Untuk menghitung berapa besar tahanan yang harus dipasang seri untuk perluasan batas ukur dari volt-meter, perhatikan gambar 13 di atas. E1 = I.R1



(tegangan pada alat ukur)



E2 = I.R2



(tegangan pada tahanan seri)



E = E1+ E2 = I (R1+ R2)



(tegangan yang akan diukur)



E adalah tegangan listrik yang hendak diukur yang memounyai harga sebesar n kali harga tegangan alat ukur (E = n E1). Sehingga : n.I.R1 = I(R1+ R2) n.I.R1 - I.R1 = IR2



atau



I.R1 (n – 1) = I.R2



R2 = (n – 1) R1



atau



Rse = (n – 1) Rd



dimana : E = tegangan yang akan diukur



R1 = tahanan dalam alat ukur (Rd)



E1 = tegangan pada alat ukur



R2 = tahanan seri (Rse)



E2 =tegangan pada tahanan shunt



n = kelipatan perluasan batas ukur



Contoh : Sebuah volt-meter dengan tahanan dalam 50 Ω mempunyai batas ukur 0,5 V. Untuk menaikkan batas ukur alat tersebut menjadi 5 V, maka tahanan seri yang diperlukan sebesar? Rse = (n – 1) Rd; Rd = 50 Ω n = E/E1 = 5/0,5 = 10 Rse = (10 – 1)50 = 450 Ω Pengukuran dan Pembacaan Volt-meter



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 28 / 108



Gambar 27 Sebuah volt-mater dengan batas ukur 150 V dan 300 V,m dengan batas skala 100. Tegangan yang terbaca pada alat ukur adalah : Pembacaan alat ukur = penunjukan jarum x batas ukur yang dipakai batas skala maksimum



Gambar 28. Contoh pengukuran volt-meter dengan menggunakan batas ukur 300V, dan penunjukkan jarum adalah 70V. Pembacaan alat ukur pada gambar 15 di atas adalah : Tegangan (E) = 300 x 70 = 210 V 100 3.6 Ohm-meter Sebuah ohm-meter digunakan untuk mengukur tahanan pada suatu rangkaian listrik atau tahanan dari komponen-komponen rangkaian tersebut. Komponen tahanan atau rangkaian yang sedang dalam pengukuran, diukur dengan cara dibandingkan.



(a)



(b)



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 29 / 108



Gambar 29. (a). Pengukuran sebuah tahanan. Pada saat pengukuran, tahanan diputuskan dari sumber tegangan. (b). Rangkaian dasar ohm-meter. Gambar 29 b menunjukkan rangkaian dasar alat ukur ohm-meter. Rm adalah tahanan dari moving coil (kumparan putar) yang dihubungkan dengan jarum penunjuk alat ukur. R 1 adalah tahanan tetap yang membatasi kuat arus, dan R2 adalah tahanan variable, pengatur harga nol dari jarum penunjuk skala. Jika ujung-ujung kawat pengukur saling ditempelkan (dihubung singkat), maka kuat arus yang melalui kumparan putar berharga maksimum dan juarum pun menyimpang ke kanan ke arah skala nol. Jika sekarang kedua ujung kawat pengukur masin-masing ditempatkan pada kaki-kaki sebuah tahanan, maka nilai tahanan ini akan menambah tahanan total alat ukur, sehingga arus yang melewati kumparan putar berkurang, dan jarum menyimpang tidak penuh ke kanan. Pada umumnya sebuah ohm-meter mempunyai lebih dari satu batas ukur. Oleh karena itu alat ukur ini dibuat dengan skala dari nol (0) sampai tak terhingga (∞). Gambar berikut menunjukkan rangkaian dasar dari sebuah ohm-meter dengan tahanan R2, R3, dan R4 yang akan memberikan batas ukur yang berbeda. Sedangkan tahanan R 2 merupakan tahanan pengatur harga nol.



Gambar 30. Rangkaian dasar ohm-meter dengan macam-macam batas ukur, membuat pengukuran untuk berbagai nilai tahanan menjadi lebih cermat. 3.6 Skala Ohm-meter



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 30 / 108



Papan skala yang digunakan pada ohm-meter jauh berbeda dengan papan skala pada ammeter maupun volt-meter. Skala pada ohm-meter tidak linear. Oleh karena itu pembagian skala ini menggambarkan kenaikkan harga tahanan yang kecil sampai dengan harga yang terbesar atau tak terhingga. Pada umumnya, batas ukur ditunjukkan dengan tanda-tanda seperti : Rx1, Rx10, Rx100, Rx1K, dan Rx10K. Jika saklar pemilih (selector switch) diputar pada posisi Rx1, maka penunjukkan jarum pada skala adalah angka sebenarnya. Jika saklar pemilih pada posisi Rx100, maka nilai tahanan yang sebenarnya adalah nilai skala yang ditunjukkan oleh jarum dikalikan dengan 100. Pada saat, jarum penunjuk menunjukkan angka 3,5. Jika saklar pemilih pada posisi Rx1, maka nilai tahanan terukur adalah 3.5 Ω. Jika saklar pemilih pada posisi Rx1K, maka nilai tahanan terukur adalah 3500 Ω atau 3,5 k Ω. 3.6.1 Multimeter (Avometer) Salah satu alat yang paling banyak digunakan dalam pengukuran besaran-besaran listrik adalah multimeter (juga disebut AVO-meter). Dengan alat ini, dapat diukur langsung harga ohm (resistor), volt (tegangan DC maupun AC), miliampere (kuat arus DC). Untuk arus bolak-balik (arus AC) tidak dapat diukur dengan menggunakan multimeter. Pemilihan fungsi piranti sebagai alat ukur volt-AC, volt-DC dan ohm diatur oleh saklar fungsi



Gambar 31. Sebuah multimeter. Alat ini dapat mengukur langsung harga miliampere, volt, ohm, karena itu alat ini disebut juga AVO-meter. 3.6.2 Mengukur Tahanan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 31 / 108



Untuk mengukur nilai tahanan resistor dengan menggunakan multimeter, dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Saklar selektor (range switch) diputar pada salah satu posisi ohm. Posisi-posisi untuk ohm umumnya ditandai dengan x1, x10, x1K (atau x1000), dan x10K. 2.



Salah satu kabel penghantar alat ukur dipasang pada lubang bertanda + (positif). Biasanya dipasang pada lubang – adalah kabel hitam, dan pada lubang positif adalah yang merah. Warna-warna ini hanya untuk pembeda saja, jadi tidak mengapa jika terpasang tetap, jadi tidak bisa ditukar.



3. Kemudian kalibrasi alat ukur dengan cara menempelkan kedua ujung terminal kabel penghantar. Jarum penunjuk skala akan menyimpang ke kanan. Kalau jarum tidak menunjukkan angka 0 (nol), pengatur nol (zero adjust) dapat disetel untuk membuat jarum tepat di angka 0.



Gambar 32 Jika kedua ujung terminal kabel penghantar dipisahkan maka jarum penunjuk ohm-meter akan menunjuk angka ∞, dan jika ditempelkan akan menunjukkan angka nol. Pengatur nol dapat disetel untuk membuat jarum tepat menunjuk angka nol. 4. Jika ujung-ujung kabel saling dijauhkan, maka jarum akan kembali ke kiri menunjukkan angka ∞ (tak terhingga). Jadi pembacaan skala pada alat ukur ohm adalah dari kanan ke kiri. 5. Kemudian, sebuah resistor yang akan diukur diletakkan di antara ujung-ujung terminal kabel. Jarum penunjuk akan menyimpang dan menunjuk suatu angka tertentu. Angka



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 32 / 108



yang ditunjuk oleh jarum dikalikan dengan angka yang ditunjukkan oleh posisi saklar selector, dan hasilnya adalah harga ohm dari resistor yang sebenarnya. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mengukur nilai resistor dengan menggunakan multimeter : 1. Dalam pemilihan posisi saklar selektor, perhatikan besar tahanan yang terukur. Jika selector pada posisi x1, sedangkan nilai tahanan sangat besar, maka kita dapat keliru menganggap resistor putus karena jarum menyimpang jauh ke kiri. Begitu juga jika selector pada posisi x10K, jarum bisa menunjukkan angka nol dan kita keliru menganggap resistor bocor. 2. pilihlah posisi selector yang menghasilkan simpangan jarum jauh ke kanan (tapi tidak nol), karena skala di bagian kanan pembagiannya lebih renggang, sehingga mudah dibaca. 3. Setiap kali memindahkan posisi saklar selector, alat ukur harus dikalibrasi ulang, sebelum melakukan pengukuran. 4. Jarum alat ukur dapat menyimpang karena adanya baterai pada bagian belakang bodi alat ukur. Jika jarum multimeter tidak dapat dinolkan, ini menandakan bahwabaterainya perlu diganti dengan yang baru. Sebelum memulai pengukuran dengan multimeter, sebaiknya alat ukur dikalibrasi terlebih dahulu. 3.6.3 Mengukur Arus DC Dengan menggunakan multimeter dapat dilakukan pengukuran arus DC yang bernilai kecil dengan skala miliamper (biasanya untuk elektronika). Sedangkan untuk arus AC tidak dapat diukur dengan alat ini. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada pengukuran arus dengan multimeter : 1. Posisikan saklar selektor pada posisi DC Ma.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 33 / 108



2. Jika kuat arus yang mengalir tidak diketahui, pilihlah posisibatas ukur arus yang tertinggi. Jika nilai arus yang akan terukur dapat diperkirakan, pilihlah batas ukur yang nilainya lebih tinggi dari nilai arus terukur. 3. Alat ukur dihubungkan seri dengan rangkaianatau cabang yang arusnya hendak di ukur. Jadi nrangkaian harus diputus terlebih dahulu kemudian alat ukur dipasang pada ujung-ujung rangkaian yang terputus tadi. 4. Setelah saklar rangkaian ditutup, maka arus pada cabang yang akan diukur juga akan melewati multimeter. Jika jarum tidak menyimpang, turunkanlah batas ukur ke posisi lebih rendah sampai ditemukan posisi yang menyebabkan simpangan jarum sejauh mungkin ke kanan (tapi tidak melewati batas skala). 3.6.4 Mengukur Tegangan (DC dan AC) Tergangan DC maupun tegangan AC dapat diukur dengan menggunakan multimeter. Batas ukurnya pad aumumnya sampai 750 V atau 1000 V. Pengukuran untuk teganganDC dan AC pada dasarnya sama, kecuali bahwa pada pengukuran AC polaritas dari kawat pengukur (tanda + dan – dari kawat penghantar) tidak berpengaruh jika terbalik. Sedangkan pada pengukuran DC, jika polaritasnya terbalik maka jarum akan menyimpang ke kiri dari angka nol. Hal-hal yang harus diperhatikan adalah : 1. Putarlah saklar selektor (saklar pemilih) pada posisi DC-V atau AC-V (tergantung pengukuran yang diinginkan). 2. Perkirakan tinggi tegangan yang akan diukur, dan pilih batas ukur yang lebih besar dari tegangan yang akan diukur. Jika tidak bisa diperkirakan, pilih batas ukur yang paling tinggi.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 34 / 108



3. Letakkan ujung-ujungkawat pengukur masing-masing pada terminal yang akan diukur teganganya (alat ukur dipasang parallel). Perhatikan, untuk pengukuran DC kawat (+) diletakkan pada ujung yang lebih positif(misalnya kutub positif baterai) dan kawat (-) diletakkan pada ujung negative. 4. Jika jarum tidak menyimpang, atau penyimpangannya terlalu kecil, turunkan batas skala sampai didapatkan penyimpangan yang sesuai.



Penutup a. Rangkuman Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada suatu rangkaian adalah ampere-meter (disebut juga am-meter). Alat ukur ini harus dilalui oleh arus listrik yang hendak di ukur. Jarum penunjuk alat ukur yang batas tertinggi dari skala akan menyimpang penuh sampai batas paling kanan skala. Untuk mempertinggi batas dari am-meter dapat dilakukan dengan memasangkan tahanan shunt (tahanan parallel). Volt-meter digunakan untuk besar tegangan yang terdapat pada dua titik terminal. Sebuah ohm-meter digunakan untuk mengukur tahanan pada suatu rangkaian listrik atau tahanan dari komponen-komponen rangkaian tersebut. Untuk mengukur nilai tahanan resistor dengan menggunakan multimeter



b. Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat makalah, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 35 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Alat Ukur dan Pengukuran Elektronika Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT Pertemuan : V & VI Pokok bahasan ; Multimeter / Avometer Analog Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkain serta frekuensi dan instrument yang berhubungan navigasi udara 10. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkain. 11. Capaian Pembelajaran. Khusus a. Mahasiswa mampu menjelaskan pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkaian. b. Mahasiswa mampu melakukan pengukuran dalam beberapa rangkaian listrik dengan menggunakan alat ukur voltmeter/avometer analog. c. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 12. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian pengukuran pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkain Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai pembacaan alat ukur dan menentukan tahanan dalam rangkaian arus listrik 13. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkaian. 14. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah tentang pembacaan multimeter/avometer analog. Menjelaskan pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkaian 15. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 16. Mengacu pada buku pegangan (buku teks )



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 36 / 108



Sujana Safei, 1987, Alat Ukur dan Pengukuran,Penerbit Erlangga, Jakarta 17. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik.. PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Multimeter atau Avometer adalah Alat ukur Listrik yang memungkinkan kita untuk mengukur besarnya Besaran listrik yang ada pada suatu rangkaian baik itu Tegangan, Arus, maupun Nilai Hambatan/Tahanan. AVOmeter adalah singkatan dari Ampere Volt Ohm Meter, jadi hanya terdapat 3 komponen yang bisa diukur dengan AVOmeter sedangkan Multimeter , dikatakan multi sebab memiliki banyak besaran yang bisa di ukur, misalnya Ampere, Volt, Ohm, Frekuensi, Konektivitas Rangkaian (putus ato tidak), Nilai Kapasitif, dan lain sebagainya. Terdapat 2 (dua) jenis Multimeter yaitu Analog dan Digital, yang Digital sangat mudah pembacaannya disebabkan karena Multimeter digital telah menggunakan angka digital sehingga begitu melakukan pengukuran Listrik, Nilai yang diinginkan dapat langsung terbaca asalkan sesuai atau Benar cara pemasangan alat ukurnya.



1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkaian 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang pembacaan multimeter/avometer analog, sensitifitas voltmeter, pemberian beban terhadap alat ukur dalam rangkaian dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan  Cara Pembacaan Multimeter/Avometer Analog  Mengukur Tegangan Listrik (Volt) DC dan AC  Mengukur Arus Listrik (Ampere) DC



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 37 / 108



 Mengukur Nilai Tahanan/ Resistansi Resistor (OHM)  Sensitivitas Voltmeter  Efek Pembebanan 1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:  Melakukan ceramah dengan menampilkan contoh gambar alat-alat ukur,  Menjelaskan beberapa contoh penggunaan alat ukur multimeter/avometer analog secara umum  Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai multimeter/avometer analog. 2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan pengukuran dan besaran listrik  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.7 Penyajian BAB IV CARA MEMBACA MULTIMETER / AVOMETER ANALOG 4.1 Pembacaan Multimeter/Avometer Analog Sebelum masuk lebih jauh mengenai cara mengukur besaran listrik seperti Tegangan (Volt), Arus (Ampere), dan Tahanan (Ohm) ada baiknya kita mengenal terlebih dahulu apa itu Multimeter atau Avometer. Yang dimaksud Multimeter atau Avometer adalah Alat ukur Listrik yang memungkinkan kita untuk mengukur besarnya Besaran listrik yang ada pada suatu rangkaian baik itu Tegangan, Arus, maupun Nilai Hambatan/Tahanan. AVOmeter adalah singkatan dari Ampere Volt Ohm Meter, jadi hanya terdapat 3 komponen yang bisa diukur dengan AVOmeter sedangkan Multimeter , dikatakan multi sebab memiliki banyak besaran yang bisa di ukur, misalnya



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 38 / 108



Ampere, Volt, Ohm, Frekuensi, Konektivitas Rangkaian (putus ato tidak), Nilai Kapasitif, dan lain sebagainya. Terdapat 2 (dua) jenis Multimeter yaitu Analog dan Digital, yang Digital sangat mudah pembacaannya disebabkan karena Multimeter digital telah menggunakan angka digital sehingga begitu melakukan pengukuran Listrik, Nilai yang diinginkan dapat langsung terbaca asalkan sesuai atau Benar cara pemasangan alat ukurnya.



Gambar 3.1. Bagian-Bagian Multimeter Saya akan berikan sedikit penjelasan mengenai gambar di atas. Yang perlu untuk di perhatikan adalah : 1. SEKRUP PENGATUR JARUM, Sekrup ini dapat di putar dengan Obeng atau plat kecil, Sekrup ini berfungsi mengatur Jarum agar kembali atau tepat pada posisi 0 (NOL), terkadang jarum tidak pada posisi NOL yang dapat membuat kesalahan pada pengukuran, Posisikan menjadi NOL sebelum digunakan. 2. TOMBOL PENGATUR NOL OHM. Tombol ini hampir sama dengan Sekrup pengatur jarum, hanya saja bedanya yaitu Tombol ini digunakan untuk membuat jarum menunjukkan angka NOL pada saat Saklar pemilih di posisikan menunjuk SKALA OHM. Saat saklar pemilih pada posisi Ohm biasanya pilih x1 pada skala Ohm kemudian Hubungkan kedua ujung TERMINAL (Ujung terminal Merah bertemu dengan Ujung terminal Hitam) dan Lihat pada Layar penunjuk, Jarum akan bergerak ke KANAN (Disitu terdapat angka NOL (0), Putar tombol pengatur Nol Ohm sampai jarum menunjukkan angka NOL). Proses ini dinamakan KALIBRASI



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 39 / 108



OhmMeter. Hal ini Muthlak dilakukan sebelum melakukan pengukuran tahanan (OHM) suatu komponen atau suatu rangkaian. 3. SAKLAR PEMILIH. Saklar ini harus di posisikan sesuai dengan apa yang ingin di UKUR, misalnya bila ingin mengukur tegangan AC maka atur/putar saklar hingga menyentuh skala AC yang pada alat ukur tertulis ACV, Begitu pula saat mengukur tegangan DC, cari yang tertulis DCV, begitu seterusnya. Jangan Salah memilih Skala Pengukuran.Pada setiap bagian SKALA PENGUKURAN yang dipilih dengan Saklar Pemilih, terdapat Nilai-nilai yang tertera pada alat ukur, Misalnya Pada Skala Tegangan AC (tertulis ACV pada alat ukur) tertera skala 10, 50, 250, dan 750 begitu pula pada Skala Tegangan DC (tertulis DCV pada alat ukur) tertera skala 0.1 , 0.25 , 2.5 , 10 , dst. Apa maksud Skala ini?? Dan Bagaimana Memilihnya?? Pedoman Memilih SKALA Pengukuran: Skala tersebut adalah skala yang akan digunakan untuk membaca hasil pengukuran, Semua skala dapat digunakan untuk membaca, Hanya saja tidak semua skala dapat memberikan atau memperlihatkan nilai yang diinginkan, misalnya kita mempunyai Baterai 9 Volt DC, kemudian kita mengatur SAKLAR PEMILIH untuk Memilih SKALA TEGANGAN DC pada posisi 2,5 dan menghubungkan TERMINAL Merah dengan positif (+) baterai dan Hitam dengan Negatif (-) baterai. Apa yang akan terjadi?? Jarum akan bergerak ke Ujung Kanan dan tidak menunjukkan angka 9Volt, Mengapa Demikian?? Sebab NILAI MAKSIMAL yang dapat diukur bila kita memposisikan Saklar Pemilih pada skala 2.5 adalah hanya 2.5 Volt saja, sehingga untuk mengukur Nilai 9Volt maka saklar harus di putar menuju Skala yang LEBIH BESAR sari NILAI Tegangan yang di Ukur, jadi Putar pada Posisi 10 dan Alat ukur akan menunjukkan nilai yang diinginkan.Penjelasan Lebih Lengkap Mengenai MEMBACA ALAT UKUR akan di Bahas selanjutnya pada tutorial ini. 4.2 Alat Ukur Listrik Harus Dipasang Dengan Benar Untuk melakukan suatu pengukuran listrik, Posisi alat ukur pada rangkaian juga Mesti dan Hal wajib yang harus di perhatikan agar pembacaan alat ukur tidak salah. Pemasangan Alat



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 40 / 108



ukur yang salah /Tidak  benar memberikan hasil pengukuran yang TIDAK BENAR dan bukan kurang tepat, jadi ini sangat perlu di perhatikan. Mari kita melihat posisi alat ukur yang benar: 1. Posisi alat ukur saat mengukur TEGANGAN (Voltage).Pada saat mengukur tegangan baik itu teggangan AC maupun DC, maka Alat ukur mesti di pasang Paralel terhadap rangkaian. Maksud paralel adalah kedua terminal pengukur ( Umumnya berwarna Merah untuk positif (+) dan Hitam untuk Negatif (-) harus membentuk suatu titik percabangan dan bukan berjejer (seri) terhadap beban. Pemasangan yang benar dapat dilihat pada gambar berikut:



Gambar 3.2 Memasang Multimeter Paralel 2. Posisi alat ukur saat mengukur ARUS (Ampere) Untuk melakukan pengukuran ARUS yang mesti diperhatikan yaitu Posisi terminal harus dalam kondisi berderetan dengan Beban, Sehingga untuk melakukan pengukuran arus maka rangkaian mesti di Buka / diputus / Open circuit dan kemudian menghubungkan terminal alat ukur pada titik yang telah terputus tersebut. Pemasanngan yang benar dapat dilihat pada gambar:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 41 / 108



Gambar 3.3. Memasang Multimeter SERI 3. Posisi alat ukur saat mengukur Hambatan (Ohm). Yang mesti diketahui saat pngukuran tahanan ialah JANGAN PERNAH MENGUKUR NILAI TAHANAN SUATU KOMPONEN SAAT TERHUBUNG DENGAN SUMBER. Ini akan merusak  alat ukur. Pengukurannya sangat mudah yaitu tinggal mengatur saklar pemilih ke posisi Skala OHM dan kemudian menghubungkan terminal ke kedua sisi komponen (Resistor) yang akan di ukur.



Gambar 3.4. Memasang Multimeter untuk mengukur tahanan Setelah mengetahui Cara mengatur Saklat Pemilih yang Benar, Mengetahui Jenis Skala yang akan digunakan, dan Cara pemasangan alat ukur yang benar, maka tiba saatnya kita melakukan Pengukuran Besaran Listrik.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 42 / 108



4.3 MENGUKUR TEGANGAN LISTRIK (VOLT / VOLTAGE) DC Yang perlu di Siapkan dan Perhatikan: 1. Pastikan alat ukur tidak rusak secara Fisik (tidak peccah). 2. Atur Sekrup pengatur Jarum agar jarum menunjukkan Angka NOL (0), bila menurut anda angka yang ditunjuk sudah NOL maka tidak perlu dilakukan Pengaturan Sekrup. 3. Lakukan Kalibrasi alat ukur (Telah saya bahas diatas pada point 2 mengenai Tombol Pengatur Nol OHM). Posisikan Saklar Pemilih pada SKALA OHM pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k selanjutnya tempelkan ujung kabel Terminal negatif (hitam) dan positif (merah). Nolkan jarum AVO tepat pada angka nol sebelah kanan dengan menggunakan Tombol pengatur Nol Ohm. 4. Setelah Kalibrasi Atur SAKLAR PEMILIH pada posisi Skala Tegangan yang anda ingin ukur, ACV untuk tegangan AC (bolak balik) dan DCV untuk tegangan DC (Searah). 5. Posisikan SKALA PENGUKURAN pada nilai yang paling besar terlebih dahulu seperti 1000 atau 750 jika anda TIDAK TAHU berapa nilai tegangan maksimal yang mengalir pada rangkaian. 6. Pasangkan alat ukur PARALEL terhadap beban/ sumber/komponen yang akan di ukur. 7. Baca Alat ukur. Cara Membaca Nilai Tegangan yang terukur: 1. Misalkan Nilai tegangan yang akan diukur adalah 15 VOLT DC (Belum kita ketahui sebelumnya, itulah saya katakan Misalnya). 2. Kemudian Kita memposisikan saklar pemilih pada posisi DCV dan memilih skala paling besar yang tertera yaitu 1000.  Nilai 1000 artinya Nilai tegangan yang akan diukur bisa mencapai 1000Volt.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 43 / 108



3. Saat memperhatikan Alat ukur maka Dalam Layar penunjuk jarum tidak terdapat skala terbesar 1000 yang ada hanya 0-10, 0-50, dan 0-250.  Maka Untuk memudahkan membaca perhatikan skala 0-10 saja. 4. Skala penunjukan 0-10 berarti saat jarum penunjuk tepat berada pada angka 10 artinya nilai tegangan yang terukur adalah 1000 Volt, jika yang di tunjuk jarum adalah angka 5 maka nilai tegangan sebenarnya yang terukur adalah 500 Volt, begitu seterusnya. 5. Kembali Pada Kasus no. 1 dimana nilai tegangan yang akan diukur adalah hanya 15 Volt sementara kita menempatkan saklar pemilih pada Posisi 1000, maka jarum pada alat ukur hanya akan bergerak sedikit sekali sehingga sulit bagi kita untuk memperkirakan berapa nilai tegangan sebenarnya yang terukur. Untuk itu Pindahkan Saklar Pemilih ke Nilai Skala yang dapat membuat Jarum bergerak lebih banyak agar nilai pengukuran lebih akurat. 6. Misalkan kita menggeser saklar pemilih ke Posisi 10 pada skala DCV. Yang terjadi adalah, jarum akan bergerak dengan cepat ke paling ujung kanan. Hal ini disebabkan nilai tegangan yang akan di ukur LEBIH BESAR dari nilai Skala maksimal yang dipilih. Jika Hal ini di biarkan terus menerus maka alat ukur DAPAT RUSAK, Jika jarum alat ukur bergerak sangat cepat ke kanan, segera pisahkan alat ukur dari rangkaian dan ganti Skala SAKLAR PEMILIH ke posisi yang lebih Besar. Saat saklar Pemilih diletakkan pada angka 10 maka yang di perhatikan dalam layar penunjukan jarum adalah range skala 0-10, dan BUKAN 0-50 atau 0-250.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 44 / 108



Gambar 3.5. Multimeter Over, Awas Rusak 7. Telah saya jelaskan bahwa saat memilih skala 10 untuk mengukur nilai tegangan yang lebih besar dari 10 maka nilai tegangan sebenarnya tidak akan terukur / diketahui. Solusinya adalah Saklar Pemilih di posisikan pada skala yang lebih besar dari 10 yaitu 50. Saat memilih Skala 50 pada skala tegangan DC (tertera DCV), maka dalam Layar Penunjukan Jarum yang mesti di perhatikan adalah range skala 0-50 dan BUKAN lagi 0-10 ataupun 0-250. 8. Saat Saklar pemilih berada pada posisi 50 maka Jarum Penunjuk akan bergerak Tepat di tengah antara Nilai 10 dan 20 pada range skala 0-50 yang artinya Nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur bernilai 15 Volt. Perhatikan gambar berikut:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 45 / 108



Gambar 3.6. Nilai tegangan Terlihat Benar 9. Untuk mengetahui berapa nilai tegangan yang terukur dapat pula menggunakan RUMUS:



Jadi misalnya, tegangan yang akan di ukur 15 Volt maka: Tegangan Terukur             = (50 / 50) x 15 Nilai Tegangan Terukur  = 15 Berikut saya akan berikan Contoh agar kita lebih mudah dalam memahaminya: Contoh I. Saat melakukan pengukuran ternyata Jarum Alat Ukur berada pada posisi seperti yang terlihat pada gambar:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



Berapakah Nilai tegangan DCV yang terukur saat Saklar Pemilih berada pada Posisi: 1. 2.5 2. 10 3. 50 4. 1000 Jawab: 1. Skala saklar pemilih= 2.5 Skala terbesar yang dipilih = 250 Nilai yang ditunjuk jarum = 110 (perhatikan skala 0-250) Maka nilai Tegangan yang terukur adalah: Teg VDC = (2.5/250)x 110 = 1.1 Volt 2. Skala saklar pemilih = 10 Skala terbesar yang dipilih = 10 Nilai yang ditunjuk jarum = 4.4 (perhatikan skala 0-10) Maka nilai Tegangan yang terukur adalah: Teg VDC = (10/10)x 4.4 = 4.4 Volt 3. Skala saklar pemilih = 50 Skala terbesar yang dipilih = 50 Nilai yang ditunjuk jarum = 22 (perhatikan skala 0-50)



ML 708



Halaman : 46 / 108



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 47 / 108



Maka nilai Tegangan yang terukur adalah: Teg VDC = (50/50)x 22 = 22 Volt 4. Skala saklar pemilih = 1000 Skala terbesar yang dipilih = 10 Nilai yang ditunjuk jarum = 4.4 (perhatikan skala 0-10) Maka nilai Tegangan yang terukur adalah: Teg VDC = (1000/10)x 4.4 = 440 Volt 4.4 MENGUKUR TEGANGAN LISTRIK (VOLT / VOLTAGE) AC 1. Untuk mengukur Nilai tegangan AC anda hanya perlu memperhatikan Posisi Sakelar Pemilih berada pada SKALA TEGANGAN AC (Tertera ACV) dan kemudian memperhatikan Baris skala yang berwarna Merah pada Layar Penunjuk Jarum. 2. Selebihnya sama dengan melakukan pengukuran Tegangan DC di atas.



4.5 MENGUKUR ARUS LISTRIK (Ampere) DC Yang perlu di Siapkan dan Perhatikan: 1. Pastikan alat ukur tidak rusak secara Fisik (tidak peccah).



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 48 / 108



2. Atur Sekrup pengatur Jarum agar jarum menunjukkan Angka NOL (0) 3. Lakukan Kalibrasi alat ukur 4. Atur SAKLAR PEMILIH pada posisi Skala Arus DCA 5. Pilih SKALA PENGUKURAN yang diinginkan seperti 50 Mikro, 2.5m , 25m , atau 0.25A. 6. Pasangkan alat ukur SERI terhadap beban/ sumber/komponen yang akan di ukur. 7. Baca Alat ukur (Pembacaan Alat ukur sama dengan Pembacaan  Tegangan DC diatas) 4.6 MENGUKUR NILAI TAHANAN / RESISTANSI RESISTOR (OHM) Yang perlu di Siapkan dan Perhatikan: 1. Pastikan alat ukur tidak rusak secara Fisik (tidak peccah). 2. Atur Sekrup pengatur Jarum agar jarum menunjukkan Angka NOL (0), bila menurut anda angka yang ditunjuk sudah NOL maka tidak perlu dilakukan Pengaturan Sekrup. 3. Lakukan Kalibrasi alat ukur (Telah saya bahas diatas pada point 2 mengenai Tombol Pengatur Nol OHM). Posisikan Saklar Pemilih pada SKALA OHM pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k selanjutnya tempelkan ujung kabel Terminal negatif (hitam) dan positif (merah). Nolkan jarum AVO tepat pada angka nol sebelah kanan dengan menggunakan Tombol pengatur Nol Ohm. 4. Setelah Kalibrasi Atur SAKLAR PEMILIH pada posisi Skala OHM yang diinginkan yaitu pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k, Maksud tanda x (kali /perkalian) disini adalah setiap nilai yang terukur atau yang terbaca pada alat ukur nntinya akan di KALI kan dengan nilai Skala OHM yang dipilih oleh saklar Pemilih. 5. Pasangkan alat ukur pada komponen yang akan di Ukur. (INGAT JANGAN PASANG ALAT UKUR OHM SAAT KOMPONEN MASIH BERTEGANGAN) 6. Baca Alat ukur. Cara membaca OHM METER



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 49 / 108



1. Untuk membaca nilai Tahanan yang terukur pada alat ukur Ohmmeter sangatlah mudah. 2. Anda hanya perlu memperhatikan berapa nilai yang di tunjukkan oleh Jarum Penunjuk dan kemudian mengalikan dengan nilai perkalian Skala yang di pilih dengan sakelar pemilih. 3. Misalkan Jarum menunjukkan angka 20 sementara skala pengali yang anda pilih sebelumnya dengan sakelar pemilih adalah x100, maka nilai tahanan tersebut adalah 2000 ohm atau setara dengan 2 Kohm. Misalkan pada gambar berikut terbaca nilai tahanan suatu Resistor:



Kemudian saklar pemilih menunjukkan perkalian skala yaitu x 10k maka nilai resistansi tahanan / resistor tersebut adalah: Nilai yang di tunjuk jarum   = 26 Skala pengali                           = 10 k Maka nilai resitansinya       = 26 x 10 k = 260 k = 260.000 Ohm.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 50 / 108



Itulah tutorial mengenai cara membaca ALAT UKUT LISTRIK MULTIMETER atau OHMMETER. Semoga Informasi ini dapat berguna bagi anda dan dapat memberikan anda kemudahan dalam membaca suatu alat ukur. 4.7



Sensitivity Volt Meter



Pada sub bab sebelumnya ditunjukkan bahwa defleksi penuh Idp dicapai pada semua rangkuman bila sklar dihubungkan ke rangkuman tegangan yang sesuai. Seperti ditunjukkan pada soal di atas, arus 1 mA diperoleh pada tegangan 10 V, 50 V, 250 V, 500 V. Dan masingmasing rangkuman tersebut, perbandingan tahanan total dengan tegangan rangkuman selalu 1.000 Ω/V. Bentuk inilah yang sering disebut sebagai sensitivitas voltmeter



Sensivitas S dapat digunakan pada metode sentivitas untuk ementukan tahanan pengali voltmeter DC.



Di mana : S = Sentivitas Voltmeter (Ω/V) V = Rangkuman tegangan yang ditentukan oleh posisi saklar Rm = tahanan dalam alat ukur Rs = tahanan pengali



Contoh :



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 51 / 108



sebuah gerak d’Arsonval dengan tahanan dalam Rm = 100 Ω dan skala penuh Idp = 1 mA, akan diubah menjadi voltmeter DC rangkuman ganda dengan batas ukur 0 – 10 V, 0 – 50 v, 0 – 250 v, 0 – 500 v. Penyelesaian



S=



1 =1000 Ω 0 , 001 A V



Rangkuman 10 V



R 4=S.x .V −Rm=1000 Ω x10V −100Ω=9,900Ω V Rangkuman 50 V



R 3=S.x .V −( R 4+Rm)=1000 Ω x50V −(9,9+0,1)k Ω=40k Ω V Rangkuman 250 V



R 2=S.x .V −( R 3+R 4+Rm)=1000 Ω x250V −(40+9,9+0,1)k Ω=200k Ω V Rangkuman 500 V



R 1=S. x .V −( R 2+R 3+R 4+Rm) R 1=1000 Ω x250 V −(200+40+9,9+0,1)k Ω V R 1=250k Ω



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 52 / 108



4.6 Efek Pembebanan Saat sebuah voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan pada komponen rangkaian, rangkaian voltmeter itu sendiri dalam hubungan paralel dengan komponen rangkaian. Sehingga kombinasi paralel dari dua resistor menjadi lebih kecil saat voltmeter terhubung jika dibandingkan dengan tanpa voltmeter. Dengan demikian tegangan pada komponen berkurang saat voltmeter dihubungkan. Penurunan tegangan mungkin tidak berarti atau mungkin besar, tergantung dari sensitivitas dari voltmeter yang digunakan. Efek ini disebut pembebanan voltmeter yang digambarkan pada gambar di bawah



Gambar 35 . Efek pembebanan voltmeter  Sensivitas voltmeter merupakan faktor penting dalam pemilihan sebuah alat ukur untuk pengukuran tegangan tertentu  Voltmeter sensivitas rendah menghasilkan pembacaan yang tepat bila mengukur teg angan dalam rangkaian – rankaian tahanan rendah.  Tapi menghasilkan pembacaan yang tidak tepat dalam rangkaian tahanan – tahanan tinggi karena voltmeter bertindak sebagai shunt bagi rangkaian tersebut  Disebut efek pembebanan instrumen yang terutama disebabkan instrumen – instrumen sensivitas rendah Tegangan sesungguhnya (Vhitung)



Vh=



R2 xVs R1+R 2



Tahanan dalam voltmeter



Rv=V . S



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 53 / 108



V= rangkuman voltmeter Tahanan paralel



Rp=



Tegangan yang terukur



R 2 . Rv R1+Rv



Vukur=



Rp xVs R 1+Rp



Prosentase kesalahan pembacaan



% KesalahanPembacaan=



Vh−Vukur x 100 % Vh



Contoh Soal : Dua buah tahanan R1 (100KΩ) dan R2 (50KΩ) terhubung seri dengansumber tegangan 150 Volt, jika ingin mengukur tegangan pada R2dengan voltmeter 1 (sensitivitas = 1KΩ/v) dan Voltmeter 2(sensitivitas = 20KΩ/v). Tentukanlah (a) pembacaan tiap voltmeter, (b) prosentase kesalahan tiap pembacaan Penyelesaian



S1 = 1 kΩ/V S2 = 20 kΩ /V Rangkuman voltmeter = 50 V Pertanyaan :



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



(a) berapa tegangan terukur ? (b) % Kesalahan pembacaan ? tegangan sesungguhnya (Vhitung)



R2 xVs R 1+R 2 50 k Ω Vh= x 150 V 100 k Ω+50 k Ω Vh=50 V Vh=



tahanan dalam voltmeter 1



Rv1=V .S Rv1=50 x1000=50k Ω tahanan paralel 1



R 2. Rv1 R1+R 2 50kΩ x 50kΩ Rp1= 50kΩ+50kΩ Rp1=25k Ω Rp 1 Vukur 1= xVs R 1+Rp 1 25 Vukur 1= x 150 100+25 Vukur 1=30 V Rp1=



tegangan yang terukur 1



% kesalahan pembacaan 1



Vh−Vukur x 100 % Vh 50 V −30V Kesalah.Pemb= x 100 % 50 V KesalahPemb=40 % Kesalah.Pemb=



tahanan dalam voltmeter 2



tahanan paralel 2



Rv 2 =V . S2 Rv 2 =50 x 20000=1m Ω R 2 . Rv 2 R 1+Rv 2 50 k Ω x 1 . 000 k Ω Rp2 = =47 ,7 k Ω 50 k Ω+1 . 000 k Ω Rp2 =



ML 708



Halaman : 54 / 108



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



tegangan yang terukur 2



Vukur 2 =



ML 708



Halaman : 55 / 108



Rp 2



xVs R 1+Rp 47 ,6 Vukur 2 = x 150 100 x 47 ,6 Vukur 2 =48 ,36 V % kesalahan pembacaan 2



Vh−Vukur 2 x 100 % Vh 50 V −48 , 36 V Kesalah. Pemb 2 = x 100 % 50 kesalah . Pemb 2 =3 , 28 % Kesalah. Pemb 2 =



Penutup a. Rangkuman



Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada suatu rangkaian adalah ampere-meter (disebut juga am-meter). Alat ukur ini harus dilalui oleh arus listrik yang hendak di ukur. Jarum penunjuk alat ukur yang batas tertinggi dari skala akan menyimpang penuh sampai batas paling kanan skala. Untuk mempertinggi batas dari am-meter dapat dilakukan dengan memasangkan tahanan shunt (tahanan parallel). Volt-meter digunakan untuk besar tegangan yang terdapat pada dua titik terminal. Sebuah ohm-meter digunakan untuk mengukur tahanan pada suatu rangkaian listrik atau tahanan dari komponen-komponen rangkaian tersebut. Untuk mengukur nilai tahanan resistor dengan menggunakan multimeter. Salah satu alat yang paling banyak digunakan dalam pengukuran besaran-besaran listrik adalah multimeter (juga disebut AVO-meter). Dengan alat ini, dapat diukur langsung harga ohm (resistor), volt (tegangan DC maupun AC), b. Umpan balik



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 56 / 108



Tugas Individu Tugas mengerjakan soal contoh peritungan, dengan tulis tangan



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Alat Ukur dan Pengukuran Elektronika Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan : VII & VIII Pokok bahasan : Oscilloscope dan Frequency Counter Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase serta instrument yang berhubungan navigasi udara 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase. 9. Capaian Pembelajaran. Khusus a) Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase. b) Mahasiswa mampu melakukan pengukuran tegangan, frekuensi dan beda fase dengan menggunakan osiloskop. c) Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai pembacaan osiloskop dan menentukan tegangan dan beda fase dalam rangkaian arus listrik 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase. 12. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah tentang konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 57 / 108



Melakukan konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase 1. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 2. Mengacu pada buku pegangan (buku teks ) Cooper, W D. Trans. Sahat Pakpahan .(1985). Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta : Penerbit Erlangga. 3.



Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Osiloskop adalah  sebuah peralatan uji yang digunakan untuk melihat suatu gambar sinyal listrik. Secara sederhana osiloskop dapat menunjukkan bentuk dari suatu sinyal listrik dan  sinyal listrik ini dinamakan dengan bentuk gelombang sinyal. Osiloskop memiliki sebuah layar serupa dengan sebuah layar televisi dan hanya jauh lebih kecil. Osiloskop tersebut menampilkan suatu garis yang terang yang menunjukkan perubahan-perubahan tegangan untuk  perioda  waktu garis  yang terletak pada layar. Contoh-contoh tipe tampilan ini terlihat pada setiap televisi  rumah sakit yang digunakan untuk menunjukkan aktivitas denyut jantung. 1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang konsep Osiloskop dan cara penggunaaanya dalam menentukan tegangan, frekuensi dan beda fase dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



      



ML 708



Halaman : 58 / 108



Pengertian dan fungsi bagian-bagian Osiloskop Prinsip Kerja Osiloskop Prosedur Pengoperasian Osiloskop Pengukuran Dengan Menggunakan Osiloskop Kalibrasi Osiloskop Pengukuran Tegangan AC, DC dan Beda Fase Kinerja Osiloskop



1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:  Melakukan ceramah dengan menampilkan contoh gambar Osiloskop,  Menjelaskan beberapa contoh penggunaan alat ukur multimeter/avometer analog secara umum  Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai multimeter/avometer analog. 2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan pengukuran dan besaran listrik  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.7 Penyajian BAB V OSCILLOSCOPE DAN FREQUENCY COUNTER 5.1.Pengertian Osiloskop



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 59 / 108



Gambar 37. Oscilloskop Osiloskop adalah  sebuah peralatan uji yang digunakan untuk melihat suatu gambar sinyal listrik. Secara sederhana osiloskop dapat menunjukkan bentuk dari suatu sinyal listrik dan  sinyal listrik ini dinamakan dengan bentuk gelombang sinyal. Osiloskop memiliki sebuah layar serupa dengan sebuah layar televisi dan hanya jauh lebih kecil. Osiloskop tersebut menampilkan suatu garis yang terang yang menunjukkan perubahan-perubahan tegangan untuk  perioda  waktu garis  yang terletak pada layar. Contohcontoh tipe tampilan ini terlihat pada setiap televisi  rumah sakit yang digunakan untuk menunjukkan aktivitas denyut jantung. Layar osiloskop memiliki suatu garis-garis kisi horizontal dan vertical yang diberi spasi 1 cm dan  garis kisi-kisi ini mengizinkan kepada kita untuk melakukan pembacaan tegangan dan waktu. Garis-garis tersebut dinamakan garis-garis graticule. Nama lengkap dari osiloskop adalah Osiloskop Sinar Katoda (Cathode Ray Oscilloscope) dan singkatan umumnya adalah CRO. Para teknisi sering menyebutnya dengan perkataan “ telah melihat bentuk gelombang pada CRO”. Istilah sinar katoda muncul dari nama  lengkap layar yang disebut Cathode Ray Tube atau CRT. Jadi CRT adalah bagian dari CRO. Tabung gambar televisi juga dinamakan CRT. Alat ukur DC dan AC sejauh yang telah dipelajari bisa memberitahu kepada kita ukuran amplitudo dari suatu tegangan akan tetapi alat ukur ini tidak dapat menunjukkan kepada kita  seperti apa bentuknya. Seringnya ukuran amplitudo adalah segala yang kita perlukan akan tetapi jika lebih banyak lagi informasi yang diperlukan maka alat ukur tersebut tidak dapat menyediakannya. Sebuah alat ukur tidak akan dapat menunjukkan kepada kita tegangan suatu sinyal mengalami cacat atau menunjukkan kepada kita bahwa telah terjadi adanya suatu  pulsa tegangan yang singkat. Sebagai contoh seorang teknisi menggunakan sebuah CRO untuk melihat tegangan audio yang sedang dikuatkan dan melihatnya pada  suatu titik dalam penguat tersebut yang telah terjadi distorsi (cacat gelombang). Contoh lainnya adalah ketika teknisi menggunakan CRO utnuk melihat sebuah komputer dan mendapatkan pulsa singkat dari tegangan yang  telah menyebabkan gangguan, sebuah pulsa yang  tidak dapat dideteksi oleh alat ukur.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 60 / 108



1. Fungsi Osiloskop Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya, yaitu: 



Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu







Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi







Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik







Membedakan arus AC dengan arus DC







Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu



2. Bagian-bagian Osiloskop Beserta Fungsinya



Bagian-Bagian Osiloskop Volt atau div



Fungsi



  Untuk mengeluarkan tegangan AC, mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 61 / 108



  Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horizontal, CH1 (Input X)



  Terminal masukan pada saat pengukuran pada CH 1 juga digunakan untuk kalibrasi.   Jika signal yang diukur menggunakan CH 1, maka posisi switch pada CH 1 dan berkas yang nampak pada layar hanya ada satu.   Untuk memilih besaran yang diukur,



AC-DC



  Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan.   Posisi AC = Untuk megukur AC, objek ukur DC tidak bisa diukur melalui posisi ini, karena signal DC akan terblokir oleh kapasitor.   Posisi DC = Untuk mengukur tegangan DC dan masukan-masukan yang lain.



Ground



  Untuk memilih besaran yang diukur.   Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.   Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.



Posisi Y



  Untuk menyeimbangkan DC vertical guna pemakaian channel 1 atau (Y).   Penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat variabel diputar.



Variabel



  Untuk kalibrasi osiloskop.



Selektor pilih   Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran. Layar



  Menampilkan bentuk gelombang



Inten



  Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop. Diputar ke kiri untuk memperlemah sinar dan diputar ke kanan untuk memperterang.



Rotatin Fokus



  Mengatur posisi garis pada layar,   Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar   Menajamkan garis pada layer untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas, digunakan untuk mengatur fokus   Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan. untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)



Position X



  Untuk menyetel kekiri dan kekanan berkas gambar (posisi arah horizontal) Switch pelipat sweep dengan menarik knop, bentuk gelombang dilipatkan 5 kali lipat kearah kiri dan kearah kanan usahakan cahaya seruncing mungkin.



Sweep time/div  Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi (f), mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 62 / 108



  Sakelar putar untuk memilih besarnya tegangan per cm (volt/div) pada layar CRT, ada II tingkat besaran tegangan yang tersedia dari 0,01 v/div s.d 20V/div   Yaitu untuk memilih skala besaran waktu dari suatu priode atau pun square trap Cm (div) sekitar 19 tingkat besaran yang tersedia terdiri dari 0,5 s/d 0,5 second.pengoperasian X-Y didapatkan dengan memutar penuh kearah jarum jam. Perpindahan Chop-ALT-TVV-TVH. secara otomatis dari sini. Pembacaan kalibrasi sweep time/div juga dari sini dengan cara variabel diputar penuh se arah jarum jam. Mode



  Untuk memilih mode yang ada   Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.



Variabel



  Untuk mengontrol sensitifitas arah vertical pada CH 1 (Y) pada putaran maksimal ke arah jarum jam (CAL) gunanya untuk mengkalibrasi mengecek apakah Tegangan 1 volt tepat 1 cm pada skala layar CRT.   Digunakan untuk menyetel sweeptime pada posisi putaran maksimum arah jarum jam. (CAL) tiap tingkat dari 19 posisi dalam keadaan terkalibrasi .



Level



  Menghentikan gerak tampilan layar.



Exi Trigger



  Untuk trigger dari luar.



Power



  Untuk menghidupkan Osiloskop.



Cal 0,5 Vp-p   Kalibrasi awal sebelum Osiloskop digunakan. Ground



  Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layer, ground Osiloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.   Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.



CH2 ( input Y   ) Jika signal yang diukur menggunakan CH 2, maka posisi switch pada CH 2 dan berkas yang nampak pada layar hanya satu.



3. Prinsip Kerja Osiloskop Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Secara prinsip kerjanya ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART - analog real time oscilloscope) dan tipe digital (DSO-digital storage osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan. Para insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja di laboratorium perlu mencermati karakter masing-masing agar dapat memilih dengan tepat



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 63 / 108



osiloskop mana yang sebaiknya digunakan dalam kasus-kasus tertentu yang berkaitan dengan rangkaian elektronik yang sedang diperiksa atau diuji kinerjanya. a) Osiloskop Analog Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. Osiloskop tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan melalui gerakan pancaran elektron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT -cathode ray tube) dari kiri ke kanan. Osiloskop analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti; harganya relatif lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat gelombang-gelombang yang kompleks, misalnya sinyal video di TV dan sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah (sekitar 10-20 Hz). Keterbatasan osiloskop analog tersebut dapat diatasi oleh osiloskop digital. b) Osiloskop Digital Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital. Dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan. Beberapa DSO memungkinkan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 64 / 108



untuk memilih jumlah cuplikan yang disimpan dalam memori per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur. Osiloskop digital memberikan kemampuan ekstensif, kemudahan tugas-tugas akuisisi gelombang dan pengukurannya. Penyimpanan gelombang membantu para insinyur dan teknisi dapat menangkap dan menganalisa aktivitas sinyal yang penting. Jika kemampuan teknik pemicuannya tinggi secara efisien dapat menemukan adanya keanehan atau kondisi-kondisi khusus dari gelombang yang sedang diukur.  4. Prosedur Pengoprasian Osiloskop Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 volt/div (satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 volt) harus terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk time/div 1 ms/div (satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat di tengah-tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var". Pada saat menggunakan osiloskop juga perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:  Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan), disamping untuk kemanan, hal ini juga untuk mengurangi suara dari frekuensi radio atau jalajala.  Memastikan probe dalam keadaan baik.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 65 / 108



 Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.  Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi paling besar.  Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.  Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.  Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.  Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.



5. Pengukuran Dengan Menggunakan Osiloskop Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertical (Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.



Osiloskop 'Dual Trace' dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 66 / 108



Kadang-kadang sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.



Wujud/bangun dari osiloskop mirip-mirip sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur. kecuali terdapat garis-garis(grid) pada layarnya. 6. Tahapan Penyetaraan (Kalibrasi) Osiloskop Analog Sebelum menggunakan osiloskop, osiloskop harus di kalibrasi terlebih dahulu. Langkahlangkahnya adalah sebagai berikut. a. Sesuaikan tegangan masukan sumber daya AC 220 yang ada di belakang osiloskop sebelum kabel daya AC dimasukkan stop kontak PLN b. Nyalakan osiloskop dengan menekan tombol power. c. Set saluran pada tombol CH1.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 67 / 108



d. Set mode pada Auto. e. Atur intensitas, jangan terlalu terang pada tombol INTEN. f. Atur posisi berkas cahaya horizontal dan vertikal dengan mengatur tombol yang bernama horizontal dan vertikal. g. Set level mode pada tengah-tengah (-) dan (+). h. Set tombol tegangan (volt/div) bertanda V pada 2 V, sesuaikan dengan memperkirakan terhadap tegangan masukan. i. Pasang probe pada salah satusaluran, (misal CH1) dengant ombol pengalih AC/DC pada kedudukan AC. j. Atur saklar/switch pada pegangan probe dengan posisi pengali 1x. k. ujung probe pada titik kalibrasi. l. Atur Time/Div pada posisi 1 ms agar tampak garis kotak-kotak yang cukup jelas. m. Setelah tahapan K, osiloskop siap digunakan untuk mengukur tegangan. 7. Mengukur Tegangan AC Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Bolak-Balik (AC) 2. Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk gelombang yang diarahkan ke CH tersebut. 3. Diatur saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang. 4. Diatur saklar SEC/DIV untuk menampilkan beberapa gelombang. 5. Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif, gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal. 6. Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat garis gratikul vertikal.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 68 / 108



7. Hitunglah tegangan puncak- kepuncak (peaks to peaks) dengan menggunakan persamaan: Vpeak to peak = (defleksi vertikal) x (penempatan saklar VOLT/ DIV).



9. Mengukur Tegangan DC 1. Pilih mode SOURCE pada LINE. 2. Pilh mode COUPLING pada DC. 3. Pilih DC pada tombol AC-DC. 4. Siapkan baterai yang akan diukur. 5. Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan salah satu channel. 6. Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah, letakkan nilai 0 di layar sebaik mungkin. 7. Variasikan VOLTS/DIV pada beberapa angka (misalnya 1, 1.5, dan 2). 8. Catat semua hasil pengukuran yang didapatkan. 10.Mengukur Beda Fasa Pengukuran beda fasa antar dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu: 1. Dengan osiloskop “Dual Trace” Sinyal pertama dihubungkan pada kanal A, sedangkan sinyal kedua dihubungkan pada kanal B dari osiloskop



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 69 / 108



Gambar 38. Metode Dual Trace 2. Dengan metode “Lissajous” Sinyal pertama dihubungkan pada input Y, dan sinyal kedua dihubungkan pada input X osiloskop.



Gambar 39 Metode Lissajous 11. Mengukur Periode dan Frekuensi 5. Distel saklar SEC/DIV untuk menampilkan siklus gelombang kompleks. 6. Diukur jarak horizontal antara titik-titik pengukuran waktu (satu panjang gelombang). 7. Tentukan periode gelombang dengan mengalikan jumlah pembagi dengan faktor pengali.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 70 / 108



8. Tentukan frekuensi gelombang (1/periode). 12. Kinerja Osiloskop Istilah yang dijelaskan pada bagian ini akan sering digunakan untuk membicarakan kehandalan sebuah osiloskop. 1. Lebar Pita (Bandwidth) 2. Rise Time mengukur secara akurat semakin menurun. Berdasarkan perjanjian, bandwidth menunjukkan frekuensi ketika sinyal yang ditampilkan tereduksi menjadi 70.7% dari sinyal sinus yang digunakan. (angka 70.7% mengacu pada titik “-3 dB”, sebuah istilah yang berdasar pada skala logaritmik). Rise Time adalah cara lain untuk menjelaskan daerah frekuensi yang berguna dari sebuah osiloskop. Perubahan sinyal rendah ke tinggi yang cepat, pada gelombang persegi, menunjukkan rise time yang tinggi. Rise time menjadi sebuah pertimbangan penting ketika digunakan dalam pengukuran pulsa dan sinyal tangga. Sebuah osiloskop hanya dapat menampilkan pulsa yang risetime-nya lebih rendah dari rise time osiloskop. 3. Sensitivitas Vertikal Sensitivitas vertikal menunjukan berapa kemampuan penguatan vertikal untuk memperkuat sinyal lemah. Sensitivitas vertikal biasanya bersatuan mVolt/div. Sinyal terlemah yang dapat ditangkap oleh osiloskop umumnya adalah 2 mV/div. 4. Kecepatan Sapuan (Sweep Speed) Untuk osiloskop analog, spesifikasi ini menunjukkan berapa cepat “trace” dapat menyapu sepanjang layar, yang memudahkan untuk mendapatkan detail dari sinyal. Kecepatan sapuan tercepat dari sebuah osiloskop biasanya bersatuan nanodetik/div (ns/Div) 5. Akurasi Gain Akurasi penguatan menunjukkan seberapa teliti sistem vertikal melemahkan atau menguatkan sebuah sinyal. 6. Basis Waktu dan Akurasi Horizontal Akurasi horizontal menunjukkan seberapa teliti sistem horizontal menampilkan waktu dari sinyal. Biasanya hal ini dinyatakan dengan prosentase eror.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 71 / 108



7. Sample Rate Pada osiloskop digital, sampling rate menunjukkan laju pencuplikan yang bisa ditangkap oleh ADC (tentu saja sama dengan osiloskop). Sample rate maksimum ditunjukkan dengan Megasample/detik (MS/s). Semakin cepat osiloskop mencuplik sinyal, semakin akurat osiloskop menunjukkan detil suatu sinyal yang cepat. Sample rate minimum juga penting jika diperlukan untuk melihat perubahan kecil sinyal yang berlangsung dalam waktu yang panjang. 8. Resolusi ADC (Resolusi Vertikal) Resolusi dari ADC (dalam bit) menunjukkan seberapa tepat ADC dapat mengubah tegangan masukan menjadi nilai digital. 9.Panjang Record Panjang record dari sebuah osiloskop digital menunjukkan berapa banyak gelombang dapat disimpan dalam memori. Tiap gelombang terdiri dari sejumlah titik. Titik-titik ini dapat disimpan dalam sebuah record gelombang. Panjang maksimum dari record bergantung dari banyaknya memori dalam osiloskop. Karena osiloskop hanya dapat menyimpan dalam jumlah yang terbatas ada pertimbangan antara detail record dan panjang record. Karena itu kita dapat memperoleh sebuah gambaran detil untuk waktu yang pendek atau gambaran yang kurang mendetil untuk jangka waktu yang lebih lama. Pada beberapa osiloskop kita dapat menambahkan memori untuk meningkatkan panjang record. Spesifikasi bandwidth menunjukan daerah frekuensi yang dapat diukur oleh osiloskop dengan akurat. Sejalan dengan peningkatan frekuensi, kapabilitas dari osiloskop untuk 5.2 Frekuensi counter Frekuensi meter adalah perangkat yang berfunsi untuk mengetahui frekuensi suatu sinyal. Frekuensi meter sering juga disebut dengan nama “frekuensi counter“. Frekuensi meter tidaklah harus dibeli dengan biaya yang mahal namun dapat dibuat dengan komponen yang cukup sederhana dengan bantuan komputer. Frekuensi meter ini cukup sederhana baik pada programnya maupun pada perangkat kerasnya. Frekuensi



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 72 / 108



meter ini dapat mengukur sinyal frekuensi audio antara 20Hz sampai 20KHz. Ketelitian alat ukur ini cukup baik yaitu sekitar 0.5Hz 5.3.Spectrum Analyzer.



Spectrum analyzer adalah alat yang digunakan untuk memeriksa komposisi spektral dari beberapa gelombang listrik, akustik, atau optik. Hal ini juga dapat mengukur spektrum kekuasaan. Sebuah spektrum analyzer adalah alat laboratorium yang menampilkan sinyal amplitudo (kekuatan) seperti yang bervariasi dengan frekuensi sinyal. Frekuensi muncul pada sumbu horisontal, dan amplitudonya ditampilkan pada sumbu vertikal. Untuk pengamat kasual, penganalisis spektrum tampak seperti osiloskop dan, pada kenyataannya, beberapa instrumen laboratorium dapat berfungsi baik sebagai osiloskop atau analisis spektrum. Sebuah analisa spektrum dapat digunakan untuk menentukan apakah atau tidak pemancar nirkabel berfungsi sesuai dengan standar federal yang ditetapkan untuk kemurnian emisi. Output sinyal pada frekuensi selain frekuensi komunikasi dimaksudkan muncul sebagai garis vertikal (pips) pada tampilan. Sebuah analisa spektrum juga dapat digunakan untuk menentukan, dengan observasi langsung, bandwidth dari sinyal digital atau analog. Antarmuka spectrum analyzer adalah sebuah perangkat yang dapat dihubungkan ke penerima nirkabel atau komputer pribadi untuk memudahkan deteksi visual dan analisis sinyal elektromagnetik selama band frekuensi yang ditetapkan. Ini disebut resepsi panorama dan dapat digunakan untuk menentukan frekuensi sumber gangguan ke peralatan jaringan nirkabel, seperti Wi-Fi dan router nirkabel.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 73 / 108



a. Jenis - jenis Sebuah analisa spektrum analog menggunakan variabel baik band-pass filter yang pertengahan frekuensi secara otomatis disetel (bergeser, menyapu) melalui rentang frekuensi yang spektrum yang akan diukur atau penerima superheterodyne mana osilator lokal menyapu kisaran frekuensi. Sebuah analisa spektrum digital menghitung transformasi Fourier diskrit (DFT), sebuah proses matematika yang mengubah gelombang ke dalam komponen spektrum frekuensi. analisis spektrum Beberapa (seperti "analisis spektrum real-time") menggunakan teknik hibrida di mana sinyal masuk pertama kali turun-dikonversi ke frekuensi yang lebih rendah menggunakan teknik superheterodyne kemudian dianalisis menggunakan transformasi Fourier cepat (FFT) teknik b. Tipe- tipe fungsionalitas 1) Frekuensi jangkauan Dua parameter kunci untuk analisis spektrum adalah frekuensi dan span. Frekuensi menentukan pusat layar. Span menentukan rentang antara frekuensi mulai dan berhenti, bandwidth dari analisis. Kadang-kadang adalah mungkin untuk menentukan awal dan frekuensi daripada pusat dan jangkauan. 2) Marker/peak search Kontrol posisi dan fungsi spidol dan menunjukkan nilai kekuasaan. analisis spektrum Beberapa memiliki "Marker Delta" fungsi yang dapat digunakan untuk mengukur Sinyal untuk Noise Rasio atau Bandwidth. Penutup 



Rangkuman - Osiloskop adalah  sebuah peralatan uji yang digunakan untuk melihat suatu gambar sinyal listrik. Secara sederhana osiloskop dapat menunjukkan bentuk dari suatu sinyal listrik dan  sinyal listrik ini dinamakan dengan bentuk gelombang sinyal. -



Nama lengkap dari osiloskop adalah Osiloskop Sinar Katoda (Cathode Ray Oscilloscope) dan singkatan umumnya adalah CRO. Para teknisi sering menyebutnya dengan perkataan “ telah melihat bentuk gelombang pada CRO”.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 74 / 108



Istilah sinar katoda muncul dari nama  lengkap layar yang disebut Cathode Ray Tube atau CRT. Jadi CRT adalah bagian dari CRO. Tabung gambar televisi juga dinamakan CRT. -



Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal.



-



Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT).



-



Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut.



-



Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital.



-



Sebelum menggunakan osiloskop, osiloskop harus di kalibrasi terlebih dahulu.



-



Kinerja osiloskop antara lain : lebar pita, rise time, sensitivitas vertical, kecepatan sapuan, akurasi gain, basis waktu dan akurasi horizontal, sampel rate, resolusi ADC dan Panjang Record



-



Frekuensi meter adalah perangkat yang berfunsi untuk mengetahui frekuensi suatu sinyal. Frekuensi meter sering juga disebut dengan nama “frekuensi counter“.



-



Spectrum analyzer adalah alat yang digunakan untuk memeriksa komposisi spektral dari beberapa gelombang listrik, akustik, atau optik. Hal ini juga dapat mengukur spektrum kekuasaan.







Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat paper ringkasan mata kuliah, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 75 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Alat Ukur dan Pengukuran Elektronika Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan : IX Pokok bahasan ; Hotwire Meter Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt dan instrument yang berhubungan navigasi udara 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt. 9. Capaian Pembelajaran. Khusus a. Mahasiswa mampu menjelaskan Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt. b. Mahasiswa mampu mempraktikkan percobaan Mekanisme kawat panas, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt. c. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt dalam rangkaian arus listrik 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt. 12. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah tentang pembacaan kawat panas. Mengaplikasikan Hotwire Meter dalam sebuah rangkaian 13. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 14. Mengacu pada buku pegangan (buku teks ) Swaminathan, M. K., R. Bacic, et al. (1983). "Improved Calibration of Hotwire Anemometers." Journal of Physics Engineering: Scientific Instrumentations 16: 335-338Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 76 / 108



PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Sejarah awal dari instrumen-instrumen yang bekerja berdasarkan pemanasan (termoinstrumen) adalah mekanisme kawat-panas, yang ditunjukkan secara skematis dalam Gambar di bawah ini. Arus yang akan diukur dilewatkan melalui sebuah kawat halus yang dire-gang kencang antara dua terminal. karena bekerjanya didasarkan pada tindakan elemen termokopel. Bila dua logam yang berbeda disambungkan bersama-sama, suatu tegangan dibangkitkan pada sambungan kedua logam tersebut. Susunan termokopel yang dihubungkan ke elemen pemanas tips jembatan digunakan dalam konvektor panas ke watt (thermal watt converter). Peralatan ini menghasilkan pengukuran daya bolak-balik dan searah dengan cara termoelektris. 1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika Elektronika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang Mekanisme Hotwire Meter, Instrumen termokopel, komperter panas ke watt dalam rangkaian dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan  Mekanisme Kawat – Panas (Hotwire Mechanism)  Instrumen Termokopel  Komperter Panas Ke Watt 1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



  



ML 708



Halaman : 77 / 108



Melakukan ceramah dengan menampilkan beberapa alat-alat ukur dan komponen lainnya yang sejalan dengan materi ajar, Menjelaskan beberapa contoh penggunaan alat ukur dalam rangkaian Hotwire Meter Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai Materi yang sedang di ajarkan.



2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan pengukuran dan besaran listrik  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.7 Penyajian BAB VI Hotwire Meter 6.1 Mekanisme kawat-panas (Hot wire mechanism) Sejarah awal dari instrumen-instrumen yang bekerja berdasarkan pemanasan (termoinstrumen) adalah mekanisme kawat-panas, yang ditunjukkan secara skematis dalam Gambar di bawah ini. Arus yang akan diukur dilewatkan melalui sebuah kawat halus yang dire-gang kencang antara dua terminal



Gambar 41. Skema ampermeter kawat panas



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 78 / 108



Kawat kedua diikat ke kawat halus tersebut pada satu ujung dan pada ujung lainnya ke sebuah pegas yang berusaha menarik kawat halus ke bawah. Kawat kedua ini dilewatkan melalui sebuah canal (roller) pada mana jarum dihubungkan. Arus yang akan diukur menyebabkan pemanasan kawat halus dan memuai sebanding dengan kuadrat arus pemanasan. Perubahan panjang kawat menggerakkan jarum dan menunjukkan besarnya arus. Ketidakstabilan karena regangan kawat, lambatnya tanggapan (respons), dan kurangnya kompensasi terhadap temperatur sekeliling membuat mekanisme ini tidak memuaskan secara komersil. Sekarang ini mekanisme kawat panas tidak dipakai lagi dan diganti dengan yang lebih sensitif, lebih teliti dan memiliki kombinasi kompensasi yang lebih balk bagi elemen termolistrik dan gerak PMMC. 6.2 Instrumen termokopel Gambar 42 menunjukkan gabungan sebuah termokopel dan gerak PMMC yang dapat digunakan untuk mengukur arus bolak-balik (ac) dan arus searah (dc). Gabungan ini disebut instrumen termokopel karena bekerjanya didasarkan pada tindakan elemen termokopel. Bila dua logam yang berbeda disambungkan bersama-sama, suatu tegangan dibangkitkan pada sambungan kedua logam tersebut. Tegangan ini bertambah sebanding dengan temperatur sambungan. Dalam Gambar 42, CE dan DE menyatakan kedua logam yang tidak sama tersebut, disambungkan pada, titik E dan digambarkan dengan garis tipis dan garis tebal untuk menunjukkan ketidaksamaannya. Beda potensial antara C dan D bergantung pada temperatur yang disebut ujung dingin (cold junction), E. Suatu kenaikan temperatur mengakibatkan pertambahan tegangan dan ini merupakan suatu keuntungan yang diperoleh dari termokopel. Elemen panas AB yang mengalami kontak mekanis dengan sambungan kedua logam pada titik E membentuk sebagian rangkaian pengukuran arus. AEB disebut ujung panas (hot junction). Energi panas yang dibangkitkan oleh arus di dalam elemen panas menaikkan temperatur ujung dingin, dan menyebabkan pertambahan tegangan yang dibangkitkan antara C dan D. Beda potensial ini menghasilkan suatu arus searah melalui instrumen PMMC. Panas yang ditimbulkan oleh arus berbanding langsung dengan kuadrat arus (I2R), dan kenaikan temperatur (yang berarti tegangan dc yang dibangkitkan) sebanding



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 79 / 108



dengan kuadrat arus rms. Berarti defleksi alat penunjuk akan memenuhi hubungan aturan kuadratis, menyebabkan penumpukan tanda-tanda skala pada skala rendah dan menyebar pada skala tinggi. Susunan Gambar 42 tidak memberikan kompensasi terhadap perubahanperubahan temperatur sekeliling



Gambar 42 Skema sebuah instrumen termokopel dasar dengan menggunakan termokopel CDE dan sebuah gerak PMMC Termoelemen yang terkompensasi ditunjukkan secara skematis dalam Gambar 43, menghasilkan suatu tegangan termolistrik dalam termokopel CED yang berbanding langsung dengan arus melalui rangkaian AB. Karena tegangan termokopel yang dibangkitkan adalah fungsi dari beda temperatur antara ujung panas dan ujung dingin, beda temperatur ini hares disebabkan oleh arus yang diukur saja. Berarti untuk pengukuranpengukuran yang teliti, temperatur titik C dan D haruslah rata-rata temperatur titik A dan B. Ini diperoleh dengan menempatkan ujung termokopel C dan D di tengah-tengah potongan tembaga (copper strip) yang terpisah, yang ujung-ujungnya mengalami kontak termal dengan A dan B, tetapi secara elektris terisolasi dari A dan B. Instrumen-instrumen termolistrik yang terpasang-di dalam dari jenis terkompensasi, tersedia dalam batas ukur 0,5 - 20 A. Rangkuman yang lebih tinggi juga tersedia, tetapi dalam hal ini elemen pemanas merupakan bagian luar indikator. Elemen-elemen termokopel yang digunakan untuk rangkuman di atas 60 A umumnya dilengkapi dengan siripsirip pendingin udara.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 80 / 108



Pengukuran arus dalam batas-batas ukur yang lebih rendah yakni sekitar 0,1-0,75 A menggunakan termo-elemen dalam bentuk jembatan, ditunjukkan dalam Gambar 44. Susunan ini tidak menggunakan pemanas yang terpisah : arus yang akan diukur dilewatkan langsung melalui termoelemen yang menaikkan temperaturriya sebanding dengan I2 R



Gambar 43 Termokopel terkompensasi untuk mengukur tegangan termo yang dihasilkan oleh arus i sendiri. Terminal termokopel C dan D mengalami kontak termal dengan terminal pemanas C dan D, tetapi terisolasi secara elektris dari C dan D.



Gambar 44 Instrumen termokopel tipe jembatan Ujung dingin (tanda c) berada pada pasak-pasak (pin) yang ditempelkan di dalam kerangka isolasi, dan ujung panas (h) dipasang/dicabangkan di tengah-tengah antara pasak-pasak. Termokopel-termokopel disusun seperti ditunjukkan pada Gambar 44, dan tegangan termal resultan membangkitkan beda potensial dc pada instrumen penunjuk. Karena lengan-lengan rangkaian memiliki tahanan yang sama, tegangan bolak-balik pada alat ukur adalah 0 V dan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 81 / 108



tidak ada arus bolak-balik yang melalui alat ukur. Pemakaian beberapa termokopel secara Seri memberikan tegangan keluaran dan defleksi yang lebih besar daripada yang mungkin dihasilkan oleh satu elemen, menghasilkan instrumen dengan sensitivitas yang lebih tinggi. Instrumen-instrumen panas (termo instrumen) dapat diubah menjadi voltmeter dengan menggunakan termokopel arus rendah dan tahanan-tahanan seri yang sesuai, Voltmeter termokopel tersedia dalam batas ukur sampai 500 V dan sensitivitasnya sekitar 100 sampai 500 Ω/V. Keuntungan utama instrumen termokopel adalah ketelitian yang dapat mencapai I % pada frekuensi sampai sekitar 50 MHz dan untuk alasan ini digolongkan sebagai instrumen frekuensi radio (RF instrument). Di atas 50 MHz, efek permukaan (skin effect) cenderung memaksa arus ke permukaan luar konduktor, memperbesar tahanan efektif kawat panas, dan mengurangi ketelitian instrumen. Untuk arus kecil (sampai 3 A), kawat pemanas adalah padat dan sangat tipis. Di atas 3A elemen pemanas dibuat berbentuk tabung yakni untuk mengurangi kesalahan akibat efek permukaan pada frekuensi yang lebih tinggi. 6.3 Konvertor panas ke Watt Susunan termokopel yang dihubungkan ke elemen pemanas tips jembatan digunakan dalam konvektor panas ke watt (thermal watt converter). Peralatan ini menghasilkan pengukuran daya bolak-balik dan searah dengan cara termoelektris. Dari teori dasar arus bolak-balik kita mengetahui bahwa daya diukur dalam watt dan dinyatakan oleh W = E I cos θ, di mana E dan I menyatakan besaran fasor dari tegangan dan arus, dan θ menyatakan sudut fasa antara keduanya. Dengan membandingkannya terhadap diagram fasor gambar 5-14, di mana fasor tegangan E dan fasor arus I telah ditempatkan pada sudut fasa θ, kita lihat bahwa jumlah S dari dua fasor dapat diperoleh dari hubungan



dimana S menyatakan jumlah fasor E dan fasor I. Dengan cara sama, selisih D antara kedua fasor tersebut diperoleh dari hubungan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 82 / 108



Kurangkan persamaan



dimana E I Cos θ adalah daya yang dibangkitkan oleh kedua besaran fasor di dalam sebuah rangkaian listrik. Sebuah rangkaian yang mampu mengukur besaran S2- D2 dapat juga mengukur sebuah besaran yang sebanding dengan EI cos θ, adalah menyatakan daya. Sebuah termoinstrumen yang mampu mengukur daya disebut konvertor pengubah panas menjadi watt (thermal watt converter).



Gambar 45 Hubungan geometrik antara penjumlahan (S) dan pengurangan (D) dari dua vektor E dan I pada sudut fasa θ. Gambar 45 menunjukkan diagram skematis rangkaian elementer dari sebuah konvertor panas ke watt. Untuk suatu scat yang ditetapkan, panah tipis menunjukkan arah arus sesaat dari transformator arus. Panah tebal menunjukkan arah arus sesaat di dalam rangkaian potensial. Elemen termokopel A menerima penjumlahan arus yang dihasilkan oleh transformator arus dan rangkaian potensial tetapi elemen B menerima selisih kedua arus tersebut. Melalui perencanaan yang sesuai, panas yang ditimbulkan di dalam termokopel yang berarti gaya gerak listrik (ggl) yang dibangkitkan, sebanding dengan kuadrat arus di dalam pemanas. Dengan demikian termokopel A membangkitkan gaya gerak listrik yang sebanding dengan S2, sedang termokopel B membangkitkan ggl yang sebanding dengan D2. Tegangan keluaran



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 83 / 108



kedua termokopel tersebut dihubungkan sedemikian sehingga mereka saling berlawanan. Gaya gerak listrik total yang diukur oleh alai ukur sebanding dengan S2 - D2 , yang ditunjukkan oleh persamaan (5-4) untuk menyatakan daya.



Gambar 46. Rangkaian elementer sebuah konvertor termal Dalam praktek digunakan beberapa termokopel (sebagai pengganti satu termo-kopel) untuk memperbesar tegangan yang dibangkitkan. Termokopel-termokopel adalah dari jenis pemanasan sendiri (self-heating) yang serupa dengan elemen tipe jembatan yang telah dibicarakan sebelumnya. Konvertor panas ke watt merupakan instrumen yang sangat terpercaya dan digunakan secara luas untuk pengukuran daya di dalam rangkaian-rangkaian yang berbeda. Keluaran (output) nya dijumlahkan dan dimasukkan ke sebuah potensiometer pencatat yang menggambarkan grafik daya total yang telah dipakai oleh rangkaian. Mereka juga digunakan untuk mengalibrasi instrumen searah (dc) dan bolak-balik (ac) dan untuk memonitor proses instrumentasi. Penutup 



Rangkuman - Arus yang akan diukur dilewatkan melalui sebuah kawat halus yang diregang kencang antara dua terminal Kawat kedua diikat ke kawat halus tersebut pada satu



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 84 / 108



ujung dan pada ujung lainnya ke sebuah pegas yang berusaha menarik kawat halus ke bawah. -



gabungan sebuah termokopel dan gerak PMMC yang dapat digunakan untuk mengukur arus bolak-balik (ac) dan arus searah (dc). Gabungan ini disebut instrumen termokopel karena bekerjanya didasarkan pada tindakan elemen termokopel. Bila dua logam yang berbeda disambungkan bersama-sama, suatu tegangan dibangkitkan pada sambungan kedua logam tersebut.



-



Susunan termokopel yang dihubungkan ke elemen pemanas tips jembatan digunakan dalam konvektor panas ke watt (thermal watt converter). Peralatan ini menghasilkan pengukuran daya bolak-balik dan searah dengan cara termoelektris. Dari teori dasar arus bolak-balik kita mengetahui bahwa daya diukur dalam watt dan dinyatakan oleh W = E I cos θ, di mana E dan I menyatakan besaran fasor dari tegangan dan arus, dan θ menyatakan sudut fasa antara keduanya.







Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat makalah, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 85 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Alat Ukur dan Pengukuran Elektronik Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan :X Pokok bahasan ; Jembatan Wheatstone Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone serta instrument yang berhubungan navigasi udara 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone. 9. Capaian Pembelajaran. Khusus a. Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone. b. Mahasiswa mampu mempraktikkan percobaan Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone. c. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone dalam rangkaian arus listrik 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone. 12. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah tentang konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone 13. Materi Pembelajaran Proese pembelajaran untuk penyampaian materi 14. Mengacu pada buku pegangan (buku teks ) Sujana Safei, 1987, Alat Ukur dan Pengukuran,Penerbit Erlangga, Jakarta 15. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 86 / 108



PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan pengantar listrik/ konduktor,yang dapat di gunakan untukmengatur besarnya arus listrik yang melewati suatu rangkaian. Hambatan sebuah konduktor di antara dua titik diukur dengan memasang sebuah beda potensial diantara titik-titik tersebut dan membandingkannya dengan arus listrik yang terukur. ( R=V/ I ).. 1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika Elektronika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang konsep Jembatan Wheatstone dan cara pengukuran hambatan dan rangkaian Jembatan Wheatstone dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan  Teori Dasar Jembatan Wheatstone  Pengukuran Hambatan  Pengukuran dalam Rangkaian Jembatan Wheatstone 1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:  Melakukan ceramah dengan menampilkan beberapa alat-alat ukur dan komponen lainnya yang sejalan dengan materi ajar,  Menjelaskan beberapa contoh penggunaan alat ukur dalam rangkaian Jembatan Wheatstone  Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai Materi yang sedang di ajarkan. 2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



  



ML 708



Halaman : 87 / 108



Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan jembatan Wheatstone Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik.



1.7 Penyajian BAB VII JEMBATAN WHEATSTONE 7.1 Dasar Teori Rangkaian jembatan yang paling sederhana dan paling umum adalah jembatan DC Wheatstone seperti diperlihatkan pada Gambar Jembatan DC Wheatstone. Rangkaian ini digunakan dalam aplikasi pengkondisi sinyal dimana transduser mengubah tahanan dengan perubahan variabel dinamik. Beberapa modifikasi dari jembatan dasar ini juga dipakai untuk aplikasi spesifik lainnya. Pada Gambar Jembatan DC Wheatstone, obyek yang diberi label D adalah detektor setimbang yang digunakan untuk membandingkan potensial titik a dan b dari rangkaian. Pada aplikasi paling modern detektor setimbang adalah amplifier diferensial impedansi input sangat tinggi. Dalam beberapa kasus, Galvanometer yang sensitif dengan impedansi yang relatif rendah bisa digunakan, khususnya untuk kalibrasi atau instrumeninstrumen pengukuran tunggal. Untuk analisis awal kita, anggap impedansi detektor setimbang adalah tak hingga, yaitu rangkaian terbuka. 7.2 Pengukuran Hambatan Hambatan sebuah konduktor di antara dua titik diukur dengan memasang sebuah beda potensial diantara titik-titik tersebut dan membandingkannya dengan arus listrik yang terukur. ( R=V/ I ). Cara pengukuran hambatan listrik dengan voltmeter dan ampermeter dapat menggunakan rangkain sperti gambar (1) dan gambar (2). V



V



R A



a



b



c



A IR



IR



Gambar 1. Pengukuran Hambatan cara pertama 1. Buktikan pengukuran gambar 1 menghasilkan harga R dalam persamaan (1)



R=



V ac I ac



−R A IV V



a



V A R



IR



b I



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 88 / 108



A



Gambar 2. Pengukuran hambatan cara kedua 2. Buktikan pengukuran gambar 2 menghasilkan harga R dalam persamaan berikut !



V



R=



AB



I A−



V AB RV



7.3 Jembatan Wheatstone Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Prinsip dari rangkaian jembatan Wheatstone di perlihatkan pada gambar berikut C RX Ra G G Rb E



D



S



RS



Gambar 3. Rangkaian Jembatan Wheatstone Keterangan Gambar : S: Saklar penghubung G:Galvanometer E: Sumber tegangan arus



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 89 / 108



Rs:Hambatan geser Ra dan Rb:Hambatan yang sudah di ketahui nilainya. Rx: Hambatan yang akan di tentukan nilainya. Saat saklar S di tutup,maka arus akan melewati rangkaian.Jika jarum Galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya,yaitu antara titik C dan D ada beda potensial.Dengan mengatur besarnya Ra dan Rb juga hambatan geser Rs akan dapat di capai galvanometer G tak teraliri arus,artinya tak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan demikian akan berlaku persamaan :



Rx=



Ra RB



RS



Untuk menyederhanakan rangkaian dan untuk menghubungkan besarnya R bergantung pada panjang penghantar, maka rangkaian jembatan Wheatstone dapat di ubah menggunakan kawat penghantar seperti gambar (4 ) di bawah ini: Ra



RX



G



B



A L2



L1



S E



Gambar 4. Rangkaian Jembatan Wheatstone menggunakan kontak geser di atas kawat penghantar Pada kawat penghantar AB di berikan suatu kontak geser yang berasl dari ujung Galvanometer. Gunanya untuk mengatur agar tercapai pengukuran panjang L1dan L2 yang akan menghasilkan arus di Galvanometer sama dengan NOL. Oleh karena itu pada kawat AB perlu di lengkapi skala ukuran panjang.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 90 / 108



Dengan menghubungkan persamaan (3) dengan persamaan (4) diperoleh hasil sebagai berikut:



Rx=



L2 Ra L1



Peralatan yang diperlukan : a. Satu set Rangakaian Jembatan Wheatstone, yang terdiri dari : 1. DC Power Supply 2. Galvanometer 3. 2 Hambatan Pembanding ( Ra ) Hambatan yang akan diukur ( tertutup gelangnya ) Penutup 



Rangkuman - Hambatan sebuah konduktor di antara dua titik diukur dengan memasang sebuah beda potensial diantara titik-titik tersebut dan membandingkannya dengan arus listrik yang terukur. ( R=V/ I ). Cara pengukuran hambatan listrik dengan voltmeter dan ampermeter -



Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian.







Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat makalah, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 91 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Jurusan / Program Studi : Teknologi Elektro Medis Mata Kuliah : Pengukuran Elektronik Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT, Pertemuan : XI & XII Pokok bahasan ; Antena Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena. 8. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena. 9. Capaian Pembelajaran. Khusus a. Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena. b. Mahasiswa mampu menjelaskan penerapan Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena dalam pembelajaran. c. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 10. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena 11. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena. 12. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah tentang konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena 13. Materi Pembelajaran Proses pembelajaran untuk penyampaian materi 14. Mengacu pada buku pegangan (buku teks ) TCC ILS Handbook, Subdit Fas.Bantu Pendaratan – DitFaslektrik 2002, hal.1 15. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 92 / 108



PENDAHULUAN 1.1.



Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Ketika antena digunakan pada suatu sistem, biasanya lebih tertarik pada bagaimana efisien suatu antena untuk memindahkan daya yang terdapat pada terminal input menjadi daya radiasi. Untuk menyatakan ini, power gain (atau gain saja) didefinisikan sebagai 4 kali rasio dari intensitas pada suatu arah dengan daya yang diterima antena. Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemacar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band frekuensi tertentu. Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya. Untuk mempermudah dalam pembahasan diasumsikan antena terisolasi.



1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan konsep konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika Elektronika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang konsep konsep Antena Gain, Bandwitch Antena dan Impedansi Antena dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan  Antena Gain  Bandwitch Antena  Impedansi Antena 1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



 



ML 708



Halaman : 93 / 108



Melakukan ceramah dengan menampilkan beberapa alat-alat ukur dan komponen lainnya yang sejalan dengan materi ajar, Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai Materi yang sedang di ajarkan.



2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan Antena  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.7 Penyajian BAB VIII ANTENA 8.1 Antena Gain. Ketika antena digunakan pada suatu sistem, biasanya lebih tertarik pada bagaimana efisien suatu antena untuk memindahkan daya yang terdapat pada terminal input menjadi daya radiasi. Untuk menyatakan ini, power gain (atau gain saja) didefinisikan sebagai 4 kali rasio dari intensitas pada suatu arah dengan daya yang diterima antena, dinyatakan dengan :



 



U ( θ . φ) Pm G(Ɵ,Φ)= 4π



Definisi ini tidak termasuk losses yang disebabkan oleh ketidaksesuaian impedansi (impedance missmatch ) atau polarisasi. Harga maksimum dari gain adalah harga maksimum dari intensitas radiasi atau harga maksimum dari persamaan (1.22), sehingga dapat dinyatakan kembali :



Um G= 4π P m



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 94 / 108



Jadi gain dapat dinyatakan sebagai suatu fungsi dari  dan , dan juga dapat dnyatakan sebagai suatu harga pada suatu arah tertentu. Jika tidak ada arah yang ditentukan dan harga power gain tidak dinyatakan sebagai suatu fungsi dari Ɵ dan Φ, diasumsikan sebagai gain maksimum.



Um Direktivatas dapat ditulis sebagai D = 4π Pr



, jika dibandingakn dengan persamaan



(1.23) maka akan terlihat bahwa perbedaan gain maksimum dengan direktivitas hanya terletak pada jumlah daya yang digunakan. Direktivitas dapat menyatakan gain suatu antena jika seluruh daya input menjadi daya radiasi. Dan hal ini tidak mungkin terjadi karena adanya losses pada daya input. Bagian daya input (P in) yang tidak muncul sebagai daya radiasi diserap oleh antena dan struktur yang dekat dengannya. Hal tersebut menimbulkan suatu definisi baru, yaitu yang disebut dengan efisiensi radiasi, dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :



e=



Pr Pm



dengan catatan bahwa harga e diantara nol dan satu ( 0 < e < 1) atau ( 0 < e < 100%). Sehingga gain maksimum suatu antena sama dengan direktivitas dikalikan dengan efisiensi dari antena, yang dapat dinyatakan sebagai berikut :  



G=eD



Persamaan di atas adalah persamaan yang secara teoritis bisa digunakan untuk menghitung gain suatu antena. Namun dalam prakteknya jarang gain antena dihitung berdasarkan direktivitas (directivity) dan efisiensi yang dimilikinya, karena untuk mendapatkan directivity antena memang diperlukan perhitungan yang tidak mudah. Sehingga pada umumnya orang lebih suka menyatakan gain maksimum suatu antena dengan cara membandingkannya dengan antena lain yang dianggap sebagai antena standard (dengan metode pengukuran). Salah satu metode pengukuran power gain maksimum terlihat seperti pada gambar 1.5. Sebuah antena sebagai sumber radiasi, dicatu dengan daya tetap oleh transmitter sebesar Pin. Mula-mula antena standard dengan power gain maksimum yang sudah diketahui (Gs) digunakan sebagai



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 95 / 108



antena penerima seperti terlihat pada gambar 1.5a. Kedua antena ini kemudian saling diarahkan sedemikian sehingga diperoleh daya output Ps yang maksimum pada antena penerima. Selanjutnya dalam posisi yang sama antena standard diganti dengan antena yang hendak dicari power gain-nya, sebagaimana terlihat pada gambar 1.5b. Dalam posisi ini antena penerima harus mempunyai polarisasi yang samadengan antena standard dan selanjutnya diarahkan sedemikian rupa agar diperoleh daya out put Pt yang maksimum. Apabila pada antena standard sudah diketahui gain maksimumnya, maka dari pengukuran di atas gain maksimum antena yang dicari dapat dihitung dengan :



Gt=



P1 Ps



Gs



Atau jika dinyatakan dalam decibel adalah : Gt (dB) = Pt (dB) - Ps (dB) + Gs (dB) Pin



Ps Gs



(a) Pin



Pt Gt



(b) Gambar 40, Metode Pengukuran Gain Antena Dengan Antena Standard (a)  Pengukuran Daya Output Yang Diterima Oleh Antena Standard (Ps) (b) Pengukuran Daya Output Yang Diterima Oleh Antena Yang Di Test (Pt)



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 96 / 108



8.2 Bandwidth Antena Pemakaian sebuah antena dalam sistem pemacar atau penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut antena dituntut harus dapat bekerja dengan efektif agar



dapat menerima atau memancarkan gelombang pada band



frekuensi tertentu. Pengertian harus dapat bekerja dengan efektif adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena pada range frekuensi tersebut benar-benar belum banyak mengalami perubahan yang berarti. Sehingga pola radiasi yang sudah direncanakan serta VSWR yang dihasilkannya masih belum keluar dari batas yang diijinkan. Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antenna. Suatu misal sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar fC, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi f1 (di bawah fC) sampai dengan f2 ( di atas fC), maka lebar bandwidth dari antena tersebut adalah (f1 – f2). Tetapi apabila dinyatakan dalam prosen, maka bandwidth antena tersebut adalah :



BW =



f 2 −f 1 fc



x 100 %



Bandwidth yang dinyatakan dalam prosen seperti ini biasanya digunakan untuk menyatakan bandwidth antena-antena yang memliki band sempit (narrow band). Sedangkan untuk band yang lebar (broad band) biasanya digunakan definsi rasio antara batas frekuensi atas dengan frekuensi bawah.



BW



f2 = f1



Suatu antena digolongkan sebagai antena broad band apabila impedansi dan pola radiasi dari antena itu tidak mengalami perubahan yang berarti untuk f2 / f1 > 1. Batasan yang digunakan untuk mendapatkan f2 dan f1 adalah ditentukan oleh harga VSWR = 1. Bandwidth antena sangat dipengaruhi oleh luas penampang konduktor yang digunakan serta susunan fisiknya (bentuk geometrinya). Misalnya pada antena dipole, ia akan mempunyai bandwidth yang semakin lebar apabila penampang konduktor yang digunakannya semakin besar. Demikian pula pada antena yang mempunyai susunan fisik



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 97 / 108



yang berubah secara smoth, biasanya iapun akan menghasilkan pola radiasi dan impedansi input yang berubah secara smoth terhadap perubahan frekuensi (misalnya pada antena biconical, log periodic, dan sebagainya). Selain daripada itu, pada jenis antena gelombang berjalan (tavelling wave) ternyata ditemukan lebih lebar range frekuensi kerjanya daripada antena resonan. 8.3



Impedansi Antena



Impedansi input suatu antena adalah impedansi pada terminalnya. Impedansi input akan dipengaruhi oleh antena-antena lain atau obyek-obyek yang dekat dengannya. Untuk mempermudah dalam pembahasan diasumsikan antena terisolasi. Impedansi antena terdiri dari bagain riil dan imajiner, yang dapat dinyatakan dengan : Zin



= Rin + j Xin



Resistansi input (Rin) menyatakan tahanan disipasi. Daya dapat terdisipasi melalui dua cara, yaitu karena panas pada srtuktur antena yang berkaitan dengan perangkat keras dan daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali (teradiasi). Reaktansi input (Xin) menyatakan daya yang tersimpan pada medan dekat dari antena. Disipasi daya rata-rata pada antena dapat dinyatakan sebagai berikut : Pin



= ½ R | Iin |2



Dimana : Iin



: arus pada terminal input



Faktor ½ muncul karena arus didefinisikan sebagai harga puncak. Daya dissipasi dapat diuraikan menjadi daya rugi ohmic dan daya rugi radiasi, yang dapat ditulis dengan : Pin



= Pohmic + Pr



Pr



: ½ Rin | Iin |2



Dimana :



Pohmic = ½ Rohmic | Iin |2



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 98 / 108



Sehingga definisi resistansi radiasi dan resistansi ohmic suatu antena pada terminal input adalah :



2P Rin = r2 |P m| Rohmic =



2 ( P m−Pr ) 2



|P m|



 



Resistansi radiasi merupakan relatif terhadap arus pada setiap titik antena. Biasanya digunakan arus maksimum, dengan kata lain arus yang digunakan pada persamaan 1.30 adalah arus maksimum. Sifat ini sangat mirip dengan impedansi beban pada teori rangkaian. Antena dengan dimensi kecil secara listrik mempunyai reaktansi input besar, sebagai contoh dipole kecil mempunyai reaktansi kapasitif dan loop kecil mempunyai reaktansi induktif, Untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, maka impedansi antena haruslah conjugate match (besarnya resistansi dan reaktansi sama tetap berlawanan tanda). Jika hal ini tidak terpenuhi maka akan terjadi pemanulan energi yang dipancarkan atau diterima, sesaui dengan persamaan sebagai berikut : e



1−



GL Dengan



=



e



=



1+



Z 1−Z m Z 1+ Z m



:



e-L = tegangan pantul



ZL = impedansi beban



e+L = tegangan datang



Zin = impedansi input



  Sedangkan Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), dinyatakan sebagai berikut :



VSWR =



1+|Γ| 1−|Γ|



Dalam prakteknya VSWR harus bernilai lebih kecil dari 2 (dua).



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 99 / 108



Penutup 



Rangkuman - Harga maksimum dari gain adalah harga maksimum dari intensitas radiasi atau harga maksimum -



Jika tidak ada arah yang ditentukan dan harga power gain tidak dinyatakan sebagai suatu fungsi dari Ɵ dan Φ, diasumsikan sebagai gain maksimum.



-



Daerah frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan baik dinamakan bandwidth antenna. Suatu misal sebuah antena bekerja pada frekuensi tengah sebesar fC, namun ia juga masih dapat bekerja dengan baik pada frekuensi f1 (di bawah fC) sampai dengan f2 ( di atas fC), maka lebar bandwidth dari antena tersebut adalah (f1 – f2).



-



Resistansi input (Rin) menyatakan tahanan disipasi. Daya dapat terdisipasi melalui dua cara, yaitu karena panas pada srtuktur antena yang berkaitan dengan perangkat keras dan daya yang meninggalkan antena dan tidak kembali (teradiasi).







Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat makalah, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 100 / 108



SISTEMATIKA BAHAN AJAR



1. 2.



Jurusan / Program Studi Mata Kuliah



: Teknologi Elektro Medis : Alat Ukur dan Pengukuran



Elektronik 3. 4. 5. 6. 7.



Jumlah Satuan Kredit Semester (SKS): 3 SKS Pengajar : 1. Ir. Usman Umar, ST.MT Pertemuan : XIII & XIV Pokok bahasan ; Wattmeter Deskripsi Mata Kuliah Mata kuliah ini untuk membahas konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak. 2. Capaian Pembelajan Umum Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak.. 3. Capaian Pembelajaran. Khusus d. Mahasiswa mampu menjelaskan konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak.. e. Mahasiswa mampu menjelaskan penerapan Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak.. f. Mahasiswa dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 4. Indikator Ketepatan menjelaskan pengertian Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak. Memberikan Tugas individu membuat paper mengenai Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak. 5. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan pengertian konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak.. 6. Subtansi kajian Menjelaskan tujuan pembelajaran mata kuliah tentang konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak. 16. Materi Pembelajaran Proses pembelajaran untuk penyampaian materi 17. Mengacu pada buku pegangan (buku teks ) Errest O. Doebelin.(1983). Measurement System. Application and Design. Singapore : Mc Graw – Hill International Book. 18. Pemakaian buku Modul praktikum dasar dasar pengukuran listrik..



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 101 / 108



PENDAHULUAN 1.1 Cakupan atau ruang lingkup materi pembelajaran Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya. Dia dapat digunakan untuk menunjukkan, daya searah (dc) maupun bolak-balik (ac) untuk setiap bentuk gelombang tegangan dan arus dan tidak terbatas pada gelombang sinus saja. Pengukuran daya dalam suatu sistem fasa banyak memerlukan pemakaian dua atau lebih wattmeter. Kemudian daya nyata total diperoleh dengan menjumlahkan pembacaan masing-masing wattmeter secara aljabar. Teorema Blondel menyatakan bahwa daya nyata dapat diukur dengan mengurangi satu elemen wattmeter dari sejumlah kawat-kawat dalam setiap sistem fasa banyak, dengan persyaratan bahwa satu kawat dapat dibuat "common" terhadap semua rangkaian potensial. Gambar 5-20(a) menunjukkan sambungan dua wattmeter untuk pengukuran konsumsi daya oleh sebuah beban tiga fasa yang setimbang yang dihubungkan secara delta. 1.2 Sasaran pembelajaran Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa mampu menjelaskan konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak. 1.3 Prilaku awal mahasiswa, Kemanmpuan dasar yang harus dimiliki untuk mempelajari dan memahami mata kuliah ini adalah mengetahui prinsip dasar ilmu Fisika Elektronika 1.4 Manfaat, Mahasiswa mampu menjelaskan tentang konsep konsep Wattmeter satu fasa dan Wattmeter fasa banyak dengan baik dan benar serta dapat membuat laporan dan yang dipertanggung jawab 1.5 Urutan pembahasan  Wattmeter satu fasa  Wattmeter fasa banyak 1.6 Petunjuk belajar 1). Kegiatan Dosen:



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



 



ML 708



Halaman : 102 / 108



Melakukan ceramah dengan menampilkan alat ukur wattmeter dan komponen lainnya yang sejalan dengan materi ajar, Melakukan interaksi dengan mahasiswa dengan mengajukan pertanyaan mengenai Materi yang sedang di ajarkan.



2) Kegiatan Mahasiswa  Mahasiswa wajib mencatat materi kuliah dasar dasar alat ukur yang dijelaskan oleh dosen  Mahsiswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh dosen  Mahasiswa diminta untuk mengajukan pertanyaan sesuai dengan materi kuliah dasar dasar alat ukur listrik sub pokok bahasan wattmeter  Mahasiswa diminta untuk menjelaskan rangkuman pembahasan mata kuliah pengukran dan besaran pengukuran listtrik. 1.7 Penyajian BAB IX Wattmeter 9.1 Wattmeter satu fasa Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya. Dia dapat digunakan untuk menunjukkan, daya searah (dc) maupun bolak-balik (ac) untuk setiap bentuk gelombang tegangan dan arus dan tidak terbatas pada gelombang sinus saja. Seperti telah dijelaskan pada Bab 5-2, elektrodinamometer yang digunakan sebagai voltmeter atau ampermeter terdiri dari kumparan-kumparan yang diam dan yang berputar dihubungkan secara seri, karena itu bereaksi terhadap efek kuadrat arus. Bila digunakan sebagai alat ukur daya satu fasa, kumparan-kumparan dihubungkan dalam cara yang berbeda.



Gambar 5-18 Diagram sebuah wattmeter elektrodinamometer, dihubungkan untuk mengukur dayal3keban satu fasa.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 103 / 108



Kumparan-kumparan yang diam atau kumparan-kumparan medan ditunjukkan di sini sebagai dua elemen terpisah yang dihubungkan secara seri dan. membawa arus jala-jala total (ic). Kumparan yang berputar yang ditempatkan di dalam medan magnet kumparan-kumparan yang diam, dihubungkan seri dengan tahanan pembatas arus dan membawa arus kecil (ip). Arus sesaat di dalam kumparan yang berputar adalah ip = e/Rp, di mana 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 periode dapat dituliskan :



Dimana Qrata-rata = defleksi sudut rata-rata dari kumparan K = Konstanta instrument 1c = arus sesaat di dalam kumparan-kumparan medan Ip = arus sesaat di dalam kumparan potensial. Dengan menganggap sementara ic sama dengan arus beban i (secara aktual i, = ip + i), dan menggunakan nilai ip = e/Rp, kita lihat bahwa persamaan (5-8) berubah menjadi :



Menurut definisi daya rata-rata di dalam suatu rangkaian adalah



yang menunjukkan bahwa elektrodinamometer yang dihubungkan dalam konfigurasi Gambar 5-18 mempunyai defleksi yang sebanding dengan daya rata-rata. Jika e dan i adalah besaran sinus dengan bentuk e = Em sin ωt dan i = Im sin (ωt + θ), Persamaan (5-9) berubah menjadi



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 104 / 108



di mana E dan I menyatakan nilai-nilai rms tegangan dan arus dan θ menyatakan sudut fasa antara tegangan dan arus. Persamaan (5-9) dan (5-10) menunjukkan bahwa elektrodinamometer mengukur daya rata-rata yang disalurkan ke beban. Wattmeter mempunyai satu terminal tegangan dan satu terminal arus yang ditandai dengan "+". Bila terminal arus yang ditandai ini dihubungkan ke jala-jala masuk dan terminal tegangan ke sisi jala-jala dalam, mana kumparan arus dihubungkan, alai ukur selalu akan membaca naik bila daya dihubungkan ke beban. Jika,untuk suatu alasan (seperti dalam metoda dua wattmeter untuk mengukur daya tiga fasa) jarum membaca mundur, sambungan arus (bukan sambungan tegangan) harus dipertukarkan. Wattmeter elektrodinamometer membutuhkan sejumlah daya untuk mempertahankan medan magnetnya, tetapi ini biasanya begitu kecil dibandingkan terhadap daya beban sehingga dapat diabaikan. Jika diperlukan pembacaan daya yang tepat, kumparan arus harus persis membawa arus beban, dan kumparan potensial harus dihubungkan di antara terminal-terminal beban. Dengan menghubungkan kumparan potensial ke titik A seperti dalam Gambar 5-18, tegangan beban terukur dengan tepat, tetapi arus melalui kumparan-kumparan medan lebih besar sebanyak Ip. Berarti wattmeter membaca lebih tinggi sebesar kehilangan daya tambahan di dalam rangkaian potensial. Tetapi, jika kumparan potensial dihubungkan ke titik B dalam Gambar 5-18, kumparan medan mencatat arus beban yang tepat, tetapi tegangan pada kumparan potensial akan lebih besar sebanyak penurunan tegangan pada kumparankumparan medan. Juga wattmeter akan mencatat lebih tinggi, tetapi dengan kehilangan sebesar R di dalam kumparan-kumparan medan. Cara penyambungan yang tepat bergantung 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, tegangan tinggi. Kesulitan dalam menempatkan sambungan kumparan potensial, diatasi dalam wattmeter yang terkompensasi seperti ditunjukkan pada Gambar 5-19. Kumparan arus ter-(lit i dari dua kumparan, masing-masing mempunyai jumlah lilitan yang sama. Salah satu kumparan menggunakan kawat besar 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 arah dengan arus di dalam piltingan besar, menyebabkan fluksi yang berlawanan dengan fluksi utama. Berarti elek ip dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 105 / 108



Gambar 5-19 Diagram wattmeter terkompensasi dalam mana efek arus di dalam kumparan potensial dihilangkan oleh arus di dalam kumparan kompensasi . 9.2 Wattmeter fasa banyak Pengukuran daya dalam suatu sistem fasa banyak memerlukan pemakaian dua atau lebih wattmeter. Kemudian daya nyata total diperoleh dengan menjumlahkan pembacaan masingmasing wattmeter secara aljabar. Teorema Blondel menyatakan bahwa daya nyata dapat diukur dengan mengurangi satu elemen wattmeter dari sejumlah kawat-kawat dalam setiap sistem fasa banyak, dengan persyaratan bahwa satu kawat dapat dibuat "common" terhadap semua rangkaian potensial. Gambar 5-20(a) menunjukkan sambungan dua wattmeter untuk pengukuran konsumsi daya oleh sebuah beban tiga fasa yang setimbang yang dihubungkan secara delta. Kumparan arus wattmeter 1 dihubungkan dalam jaringan A, dan kumparan tegangannya dihubungkan antara antaran (jala-jala, line) A dan C. Kumparan arus wattmeter 2 dihubungkan dalam antaran B, dan kumparan tegangannya antara antaran B dan C. Daya total yang dipakai oleh beban setimbang tiga fasa sama dengan penjumlahan aljabar dari kedua pembacaan wattmeter



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 106 / 108



Gambar 5-20 (a) Dua wattmeter dihubungkan untuk mengukur daya total di dalam sebuah sebuah sistem tiga-fasa tiga-kawat; (b) Diagram fasor tegangan dan arus di dalam sistem tigafasa tiga-kawat. Sudut antara tegangan fasa dan arus fasa dinyatakan oleh B. Diagram fasor Gambar 5-20(b) menunjukkan tegangan tiga fasa VAC , VCB, dan VBA dan arus tiga fasa IAC,ICB dan IBA. Beban yang dihubungkan secara delta dianggap induktif, dan arus fasa ketinggalan, dari tegangan fasa sebesar sudut θ. Kumparan arus wattmeter I membawa arus antara IA’A yang merupakan penjumlahan vektor dari arus-arus fasa IAC dari IAB.. Kumparan potensial wattmeter 1 dihubungkan ke tegangan antaran VAC. Dengan cara sama kumparan arus wattmeter 2 membawa arus antaran IB'B yang merupakan penjumlahan vektor dari arus-arus fasa IBA dan IBC; sedang tegangan pada kumparan potensialnya adalah tegangan antaran VBC. Karena beban adalah setimbang, tegangan-tegangan fasa dan arusarus fasa sama besarnya dan dituliskan



Daya, dinyatakan oleh arus dan tegangan masing-masing wattmeter adalah



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 107 / 108



Persamaan di atas merupakan pernyataan daya total dalam sebuah rangkaian tiga fasa, dan karena itu kedua wattmeter pada Gambar 5-20(a) secara tepat mengukur daya total tersebut. Dapat ditunjukkan bahwa penjumlahan aljabar dari pembacaan kedua wattmeter akan memberikan nilai daya yang benar untuk setiap : kondisi yang tidak setimbang, faktor daya atau bentuk gelombang. Jika kawat netral dari sistem tiga fasa juga tersedia seperti halnya pada,beban yang tersambung dalam hubungan bintang 4 kawat, sesuai dengan teorema Blondel, -- diperlukan tiga wattmeter untuk melakukan pengukuran daya nyata total. Dalam Soal 12 pembaca diminta untuk membuktikan bahwa tiga wattmeter akan mengukur daya total dalam sebuah sistem empat kawat. Penutup 



Rangkuman - Elektrodinamometer yang digunakan sebagai voltmeter atau ampermeter terdiri dari kumparan-kumparan yang diam dan yang berputar dihubungkan secara seri, karena itu bereaksi terhadap efek kuadrat arus. Bila digunakan sebagai alat ukur daya satu fasa, kumparan-kumparan dihubungkan dalam cara yang berbeda. -



Wattmeter



elektrodinamometer



membutuhkan



sejumlah



daya



untuk



mempertahankan medan magnetnya, tetapi ini biasanya begitu kecil dibandingkan terhadap daya beban sehingga dapat diabaikan. Jika diperlukan pembacaan daya yang tepat, kumparan arus harus persis membawa arus beban, dan kumparan potensial harus dihubungkan di antara terminal-terminal beban. -



Jika kawat netral dari sistem tiga fasa juga tersedia seperti halnya pada,beban yang tersambung dalam hubungan bintang 4 kawat, sesuai dengan teorema Blondel, -diperlukan tiga wattmeter untuk melakukan pengukuran daya nyata total.







Umpan balik Tugas Individu Tugas membuat makalah, dengan tulis tangan



POLITEKNIK KESEHATAN MUHAMMADIYAH MAKASSAR PRODI D3 TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS ALAT UKUR DAN PENGUKURAN ELEKTRONIKA (3 SKS)



ML 708



Halaman : 108 / 108



DAFTAR PUSTAKA A.J. Dirksen.(1981). Pelajaran Elektronika Jilid 1 . Jakarta: Penerbit Erlangga. Cooper, W D. Trans. Sahat Pakpahan .(1985). Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta : Penerbit Erlangga. Errest O. Doebelin.(1983). Measurement System. Application and Design. Singapore : Mc Graw – Hill International Book. Herry Sumual.(1988). Penuntun Praktek Laboratorium Listrik. P2LPTK Dirjen Dikti Depdikbud.



Jakarta:



Soedjana, S. (1979). Pengukuran dan Alat –alat Ukur Listrik. Jakarta : Pradnya Paramita. Swaminathan, M. K., R. Bacic, et al. (1983). "Improved Calibration of Hot-wire Anemometers." Journal of Physics Engineering: Scientific Instrumentations 16: 335-338 Warsito S.(1988). Teknik Ukur dan Piranti Ukur . Jakarta : Penerbit PT Elex Media Komputindo.