Galvanometer - Isi
-
Upload
afrizal-ghifari -
Category
Documents
-
view
288 -
download
4
description
Transcript of Galvanometer - Isi
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak
atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet, dimana gerak partikel akan
menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Penerapan gaya lorentz
atau sering juga disebut gaya magnetik dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari,
terutama pada peralatan listrik rumah tangga. Bahkan hiasan dan aksesoris rumah pada
saat ini banyak menerapkan atau memanfaatkan gaya magnetik sebagai perekat. Dalam
dunia teknologi penerapan atau pemanfaatan gaya magnetik salah satunya dapat ditemui
dalam galvanometer atau alat ukur analog.
B. Rumusan Masalah
1. Apakah pengertian dari galvanometer?
2. Bagaimanakah prinsip kerja dari galvanometer?
3. Bagaimanakah teori dari galvanometer?
4. Apa sajakah jenis-jenis galvanometer?
1
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Galvanometer
Istilah galvanometer diambil dari
seorang fisikawan dan dokter Italia yang
bernama Luigi Galvani. Pada tahun 1820,
seorang fisikawan Denmark, Hans Christian
Oersted mencatat bahwa jarum magnetik
akan dibelokkan ketika mengalami kontak
dengan arus listrik. Pengamatan oleh
Oersted kemudian menjadi prinsip dasar
dari kerja galvanometer. Pada 18 Sepember
tahun yang sama, Johann Schweigger,
fisikawan Jerman dari University of Halle,
Nuremberg, bekerja dengan prinsip ini, menjadi pengguna galvanometer yang pertama kali.
Sejak dipatenkan oleh fisikawan Prancis, Jacques Arsene D’Arsonval, galvanometer telah
berubah banyak dalam desain maupun teknik pengukuran namun tujuan dasar adalah sama
yaitu untuk mengukur arus. Galvanometer merupakan cikal bakal atau dasar dari alat-alat
ukur arus searah yang menggunakan kumparan gerak (moving coil) seperti amperemeter,
voltmeter, dan ohmmeter.
Galvanometer pada umumnya dipakai untuk penunjuk analog arus searah Peralatan ini
digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus listrik yang relatif kecil misalnya yang
diperoleh pada pengukuran fluks magnet. Galvanometer tidak digunakan untuk mengukur
kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karena komponen-komponen
internalnya yang tidak mendukung. Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur kuat arus
maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer tersebut dipasang
hambatan eksternal.
2
Galvanometer
B. Prinsip Kerja Galvanometer
Prinsip kerja galvanometer, yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya
lorentz yang memiliki besar sama tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi
kumparan yang saling berhadapan.
Sebagaimana ditunjukkan pada
gambar disamping, kawat tembaga
dililitkan pada inti besi lunak
berbentuk silinder membentuk suatu
kumparan, dan diletakkan diantara
diantara kutub-kutub sebuah magnet
permanen. Arus listrik memasuki dan
meninggalkan kumparan melalui
pegas spiral yang terpasang di atas
dan di bawah kumparan. Sisi
kumparan yang dekat dengan kutub
utara dan kutub selatan akan
mengalami gaya lorentz yang sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebabkan
kumparan berputar. Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan
hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah
jarum untuk menunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan
kuat arus listrik yang diukur.
C. Teori Galvanometer
Galvanometer selalu berorientasi sehingga letak kumparan selalu paralel dengan garis
magnetik meridian lokal, yang tak lain adalah komponen horisontal BH dari medan magnetik
bumi. Saat arus mengalir melalui kumparan galvanometer, medan magnet (B) tercipta dan
posisinya tegak lurus dengan kumparan. Kekuatan medan magnetnya dirumuskan sebagai:
I = kuat arus (ampere)
n = jumlah lilitan kumparan
r = jari-jari kumparan
3
Prinsip Kerja Galvanometer
Galvanometer Suspensi
Kedua medan magnet yang saling tegak lurus akan menghasilkan resultan secara vektor
dan jarum penunjuk akan menunjuk arah resultan kedua vektor tersebut dengan sudut:
Dari hukum tangen, , dengan kata lain,
dimana K disebut sebagai faktor reduksi dari tangen galvanometer.
Salah satu masalah dengan tangen galvanometer adalah resolusi degradasinya berada
pada arus tinggi dan arus rendah. Resolusi maksimum didapatkan saat θ bernilai 45°. Saat
nilai θ dekat dengan 0° atau 90°, perubahan persentase signifikan di aliran arus akan
mengakibatkan jarum bergerak beberapa derajat.
D. Jenis-Jenis Galvanometer
1. Galvanometer Suspensi
Cikal bakal dari alat-alat ukur arus searah yang
menggunakan kumparan gerak (moving coil) bagi
sebagian besar alat-alat ukur arus searah adalah
galvanometer suspensi. Galvanometer suspensi masih
digunakan untuk pengukuran-pengukuran
laboratorium sensitivitas tinggi tertentu, jika keindahan
instrumen bukan merupkan masalah dan probabilitas
bukan menjadi prioritas. Prinsip kerja galvanometer ini
yaitu mekanisme kumparan putar magnet permanen
(PMMC).
2. Galvanometer Balistik
Untuk mengukur fluks magnet digunakan galvanometer balistik, dimana
galvanometer ini bekerja menggunakan prinsip d’Arsonval dan dirancang khusus untuk
pemakaian selama 20–30 sekon dengan kepekaan tinggi. Pada pengukuran balistik ini,
kumparan menerima suatu impuls arus sesaat, mengakibatkan kumparan berayun ke satu
sisi dan kemudian kembali berhenti dalam gerakan berosilasi. Jika impuls arus
4
atau atau
Galvanometer Balistik
Galvanometer Tangen
Galvanometer Astatic
berlangsung singkat, maka defleksi mula-mula dari posisi berhenti berbanding lurus
dengan kuantitas pengosongan muatan listrik melalui
kumparan. Nilai relatif impuls arus yang diukur dalam
defleksi sudut mula-mula dari kumparan adalah :
Q = muatan listrik (coulomb)
K = kepekaan galvanometer (radian defleksi)
θ = defleksi sudut kumparan (radian)
Harga kepekaan galvanometer (K), dipengaruhi oleh
redaman dan besarnya diperoleh secara eksperimental,
melalui pemeriksaan kalibrasi pada kondisi pemakaian
yang nyata.
3. Galvanometer Tangen
Galvanometer tangen adalah alat ukur awal yang
digunakan untuk pengukuran arus listrik. Alat ini bekerja
dengan menggunakan jarum kompas untuk
membandingkan medan magnet yang dihasilkan oleh arus
tidak diketahui dengan medan magnet bumi. Alat ini
mendapat namanya dari prinsip operasi, hukum tangen
magnetisme, yang menyatakan bahwa besar sudut jarum
kompas sebanding dengan rasio kekuatan dari dua bidang
tegak lurus magnet, yang pertama kali dijelaskan oleh
Claude Pouillet pada tahun 1837.
4. Galvanometer Astatic
Galvanometer ini dikembangkan oleh Leopoldo Nobili.
Tidak seperti galvanometer kompas jarum, galvanometer
astatic ini memiliki dua jarum magnetik sejajar satu sama
lain, tetapi dengan kutub magnet terbalik. Perakitan jarum
ditangguhkan oleh benang sutra dan tidak memiliki momen
dipol magnetik. Hal ini tidak dipengaruhi oleh medan
5
Q = K θ
Galvanometer Refleksi Cermin
magnet bumi. Jarum yang lebih rendah di dalam kumparan akan dibelokkan oleh medan
magnet yang diciptakan oleh arus yang lewat.
5. Galvanometer Refleksi Cermin
Galvanometer refleksi cermin adalah
galvanometer yang sangat sensitif. Galvanometer
yang digunakan pada kepekaan tinggi seperti ini
menggunakan sistem refleksi cahaya. Alat penunjuk
(pointer) yang digunakan berupa cermin pemantul
yang dipasang pada bagian yang berputar. Berkas
cahaya dipantulkan dari cermin tersebut kemudian
diproyeksikan pada sebuah kaca buram yang
mempunyai garis-garis skala pembagi.
6
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Galvanometer adalah alat untuk penunjuk analog arus searah.
2. Prinsip kerjadari galvanometer jika arus mengalir di dalam kumparan, akan timbul
torsi elektromaknetik yang menyebabkan berputarnya kumparan, dan torsi ini akan
diimbangi torsi mekanis dari pegas-pegas pengatur yang diikat pada kumparan.
3. Teori dari galvanometer adalah bahwa saat arus mengalir melalui kumparan
galvanometer, medan magnet lain (B) tercipta dan posisinya tegak lurus dengan
kumparan.
4. Jenis – jenis galvanometer ada beberapa, yaitu; galvanometer suspensi, balistik,
tangen, astatic, serta galvanometer refleksi cermin.
B. Saran
Sebaiknya tidak hanya mengetahui bentuk berbagai macam jenis galvanometer
dengan meliat gambar saja, tapi dengan melihat secara langsung juga.
7
Daftar Pustaka
https://doniphysic.wordpress.com/2014/01/06/alat-ukur-listrik-2/
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/penerapan-aplikasi-gaya-magnetik-gaya-
magnetik-gaya-lorentz-dalam-kehidupan-sehari-hari-kegunaan-galvanometer-motor-listrik-
relai-kereta-maglev-video-recorder.html
http://annesiiphysics.blogspot.com/2012/01/galvanometer.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Galvanometer
http://smpn5solo.net/wp-uploads/fisika/MP_138.html
http://inggwie.blogspot.com/2013/12/galvanometer.html
http://fisikazone.com/penerapan-gaya-magnetik/
http://fisikazone.com/gaya-lorentz/
8