Macam-macam Alat Ukur LISTRIK

Manusia diciptakan oleh Tuhan dengan segala keterbatasan, meski begitu Tuhan memberikan akal sehingga manusia bisa mengatasi batas-batas nya dalam memanfaatkan zat-zat ciptaannya terutama listrik.

Listrik adalah benda yang tidak dapat disentuh dengan mudah oleh manusia dan bahkan dapat membahayakan bagi manusia, oleh sebab itu diperlukan alat ukur listrik untuk mempermudah manusia mengetahui nilai listrik tersebut. Berikut ini adalah beberapa macam alat ukur listrik yang seiring digunakan oleh manusia pada kehidupan sehari-hari :

1.    Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian. Dalam penggunaannya, amperemeter harus dirangkai seri dengan beban. Karena amperemeter harus dirangkai seri terhadap beban maka harus mempunyai tahanan dalam yang sangat kecil, jika tidak maka akan menambah jumlah tahanan di dalam rangkaian. 

Gambar Amperemeter

2.    Voltmeter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan pada suatu rangkaian listrik. Misalnya untuk mengukur accumulator yang dianggap sebagai sumber tegangan maka volt meter tadi harus dipasang secara paralel terhadap sumber tegangan yang hendak diukur. 

Gambar Voltmeter

3.    CosQ meter

CosQ meter adalah sebuah alat yang bekerja secara elektro dinamis, skala pembacaanya ditulis langsung dengan harga cosQ nya, yaitu antara 0-1. Sudut pergeseran fasa antara tangan dengan arus dimisalkan 600 maka alat ini menunjukkan 0.5 atau jika 100 maka cosQ sama dengan 0,9848. 

Gambar CosQ meter

4.    Watt meter

Watt meter adalah alat ukur listrik yang digaunkan untuk mengukur secara langsung daya yang terpakai pada suatu rangkaian listrik. Watt meter pada umumnya berprinsip kerja elekrodinamis. Watt meter mempunyai dua buah kumparan medan magnet , satu medan magnet mengukur arus listrik dan yang lainnya mengukur tegangan listrik yang mengalir pada rangkaian listrik. 

Gambar Watt meter

5.    Frekuensi meter

Frekuensi meter adalah alat yang digunakan untuk mengetahui besarnya frekuensi jaringan arus bolak balik. Sistem dari alat ukur Frekuensi meter ada dua yaitu dengan prinsip lidah getar dan prinsip vibrasi.

Gambar Frekuensi meter

6.    KWh meter

Kwh meter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur daya listrik yang terpakai pada setiap satuan waktu. Kwh meter berprinsip kerja induksi, oleh sebab itu alat ini hanya dapat digunakan untuk mengukur arus bolak balik saja. 

Gambar KWh meter

7.    Megger

Megger adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur tahan isolasi dari suatu instalasi atau untuk mengetahui apakah penghantar dari suatu instalasi terdapat hubung langsung, apakah antara fasa dengan fasa atau dengan nol(tanah). Dalam hal lain alat ukur ini juga dapat digunakan pada peralatan listrik seperti mesin listrik, alat rumah tangga dan sebagainya. Pengujian tersebut dimaksudkan untuk mengetahui apakah peralatan tersebut memenuhi persyataratan PUIL yang telah ditentukan. 

Gambar Megger

8.    Eart tester

Dalam ilmu instalasi listrik dikenal kata pentanahan. Pentanahan disini berfungsi untuk menyalurkan arus hubung singkat yang terjadi pada suatu instalasi listrik. Pentanahan ini mempunyai nilai tahanan yang harus sesuai dengan PUIL yang berlaku yaitu sekitar 2-10 ohm. Untuk pengukuran tahan pentanahan maka digunakan alat yang dinamakan eart tester. 

Gambar Eart tester

Satuan-satuan pada Listrik

Satuan adalah suatu unit yang digunakan untuk memastikan kebenaran pengukuran atau sebagai nilai standar bagi pembanding alat ukur, dan perlengkapannya untuk melindungi kepentingan umum. Satuan digunakan sebagai disiplin ilmu untuk mendefinisikan berbagai pengukuran, rumus, dan data.

Pada teknik listrik, juga memerlukan satuan sebagai patokan untuk mendefinisikan besar kecilnya nilai suatu data perhitungan atau pun pengukuran.
Berikut ini adalah macam-macam satuan listrik yang sering digunakan :

1. Joule (J)

Joule adalah satuan dasar untuk kerja atau energi yang didefinisikan sebagai 1 Newton meter (1 Nm). Penggunaan gaya 1 N yang konstan sepanjang jarak 1 meter akan mengeluarkan energi 1 joule. 1 joule adalah ekivalen dengan 0,73756 kaki Pound gaya (ft-lbf). satuan Energi yang lainnya adalah Kalori (Cal), = 4,1868 Joule, Satuan termal British,British Thermal Unit (Btu). yang besarnya = 1055,1 Joule dan Kilo Watt Jam, Kilo Watt Hour (KWh) = 3x10⁶ Joule.

2. Watt (W)

Watt adalah banyaknya kerja yang dilakukan per satuan waktu. satuan dasar daya adalah Watt (W) yang didefinisikan sebagai 1 Joule/Second. 1 Watt adalah ekivalen dengan 0,7375 ft-lbf/s. Juga ekivalen dengan 1/745,7 daya kuda,Horse Power (Hp).

3. Newton (N)

Newton adalah satuan dasar untuk gaya yang menyatakan gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan sebesar 1m/s² kepada massa 1 kg. Gaya 1 Newton adalah ekivalen dengan 0,22481 Pound Gaya (lbf).

4. Amper (A)

Amper adalah satuan dasar untuk menyatakan kuat arus listrik sesuai dengan SI (Satuan Internasional). 1 Amper didefinisikan sebagai arus konstan ketika dipertahankan akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10^-7 Newton/meter diantara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.

5. Volt (V)

Volt adalah satuan untuk menyatakan besar kecilnya nilai beda potensial  (tegangan) pada suatu rangkaian listrik. 1 Volt didefinisikan sebagai besarnya gaya gerak listrik (GGL) yang mampu menghasilkan arus listrik sebesar 1 Amper dalam suatu konduktor dengan resistansi sebesar 1Ω.

6. Coulomb (C)

Coulomb adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan besar kecilnya nilai muatan elektron. 1 coulomb didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik yang dipindahkan oleh arus listrik sebesar 1 ampere dalam waktu 1 detik.

7. Farad (F)

Farad adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan besar kecilnya nilai kapasitas Kapasitor. 1 Farad didefinisikan sebagai kapasitas kapasitor dengan beda potensial 1 Volt yang  dapat menyalurkan muatan listrik sebesar 1 coulomb.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus listrik pada suatu rangkaian listrik dengan nilai resistansi (R) atau hambatan pada resistor. Satuan yang digunakan adalah Ohm (Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama seorang ilmuwan Jerman yang  Georg Simon Ohm. Georg Simon Ohm adalah ilmuwan yang menemukan Resistor dan Hukum Ohm.

Resistor terbuat dari bahan bahan berupa arang, lilitan kawat yang memiliki sifat menghambat. Simbol resistor dalam suatu rangkaian adalah :

Terdapat dua jenis resistor yaitu resistor yang memiliki nilai tetap dan resistor yang memiliki nilai berubah. Resistor dari bahan arang memiliki rating daya 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt. Resistor dari bahan lilitan kawat memiliki nilai tetap atau nilai yang dapat berubah. Resistor banyak digunakan pada rangkaian elektronika dan rangkaian listrik.

Terdapat beberapa cara untuk mengetahui nilai hambatan pada suatu resistor yaitu:
1. Dengan melihat kode warna pada resistor.
2. Dengan menghubungkan resistor dengan sumber tegangan DC dan mengukur arus dan tegangan kemudian menghitung nilai resistansi dengan prinsip hukum ohm.
3. Mengukur hambatan resistor dengan menggunakan Ohmmeter.

Membaca besaran resistor menggunakan kode warna berupa pita pada di badan resistor  den setiap warna memiliki keterangan nilai tersendiri. Resistor yang dapat diketahui nilai resistansi / hambatan dengan dengan menggunakan kode warna dibagi menjadi dua yaitu :

1. Resistor dengan 4 buah pita

     Keterangan :
     Pita 1 = Menunjukan angka pada digit pertama
     Pita 2 = Menunjukan angka pada digit kedua
     Pita 3 = menunjukan jumlah angka nol dibagian belakang (10^...) kelipatan
     Pita 4 = Menunjukan nilai toleransi pada resistor

Contoh soal :

Berapakah nilai hambatan dari gambar resistor diatas?
Diketahui : Pita 1 : Merah = 2 (digit ke tiga)
                   Pita 2 : Hijau  = 5 (digit ke dua)
                   Pita 3 : Jingga = 10³ (kelipatan)
                   Pita 4 : Emas  = 5% (toleransi)
Ditanya    : R = ?
Jawab       : R = 25 × 10³Ω ±5%
Nilai hambatan pada resistor tersebut adalah 25 × 10³Ω  ±5% atau 25000Ω dengan toleransi 5%. Ketika diukur dengan multimeter atau ohmmeter kemungkinan nilai hambatan adalah 23750Ω - 26250Ω

2. Resistor dengan 5 buah pita

     Keterangan :
     Pita 1 : Menunjukan angka pada digit pertama
     Pita 2 : Menunjukan angka pada digit kedua
     Pita 3 : Menunjukan angka pada digit ke tiga
     Pita 4 : Menunjukan jumlah angka nol dibagian belakang (10^...) kelipatan
     Pita 5 : Menunjukan toleransi pada suatu resistor

Pada umumnya daya kerja suatu resistor telah ditentukan, sehingga tegangan, arus maksimum, resistor tersebut dapat dihitung dengan rumus :

Contoh soal :
Sebuah resistor dengan nilai hambatan 25KΩ dan daya keraja 1/2 Watt. hitunglah tegangan kerja dan arusnya!
Diketahui : R = 25KΩ, 25000Ω
                   P = 1/2 W
Ditanya    : V = ?
                   I  = ?
Jawab :

Rangkaian Resistor (Seri, Paralel, Campuran)

Untuk menambah nilai suatu resistansi pada suatu rangkaian elektronika atau membuat nilai suatu hambatan resistor yang tidak terdapat di pasaran dapat dilakukan dengan merangkai beberapa resistor sehingga dapat menghasilkan nilai hambatan (resitansi) sesuai dengan yang diinginkan. Rangkaian resistor dibagi dalam 3 jenis yaitu :

a. Rangkaian Resistor Seri (deret)

Rangkaian resistor disebut seri apabila beberapa resistor disambung / dirangkai secara berurutan atau berderet. Bentuk rangkaian resistor seri yaitu ujung resistor pertama disambung dengan pangkal resistor kedua dengan pangkal resistor yang lain dan seterusnya sesuai dengan nilai yang diinginkan.

Untuk menghitung hambatan pengganti (Rs) suatu rangkaian resistor yaitu dengan menjumlahkan nilai masing-masing hambatan resistor pada rangkaian tersebut.

Rumus :

Keterangan :
Rs = Hambatan pengganti pada rangkaian seri (Ω)
R1 = Nilai hambatan pada resistor 1(Ω)
R2 = Nilai hambatan pada resistor 2(Ω)
R3 = Nilai hambatan pada resistor 3(Ω)
Rn = Nilai hambatan pada resistor paling akhir pada suatu rangkaian (Ω)
Contoh soal :

Tiga buah resistor akan dirangkai secara seri, masing-masing nilai resistor tersebut adalah R1 = 10Ω, R2 = 47Ω, R3 = 100Ω. berapakah nilai dari hambatan pengganti rangkaian tersebut?
Diketahui : R1 = 10Ω
                   R2 = 47Ω
                   R3 = 100Ω
Ditanya    : Rs = ?
Jawab       :

b. Rangkaian Resistor Paralel (Jajar)

Rangkaian resistor dapat disebut rangkaian paralel apabila beberapa resistor dirangkai secara berjajar. Bentuk rangkaian resistor paralel adalah pangkal resistor pertama disambung dengan pangkal resitor kedua dan seterusnya sesuai dengan nilai yang diinginkan.

Nilai hambatan pengganti (Rp) selalu lebih kecil dari nilai resistor-resistor yang ada pada rangkaian resistor paralel, dapat juga ditulis dengan :

Rumus :

Keterangan :
Rp = Nilai hambatan pengganti pada rangkaian paralel (Ω)
R1 = Nilai hambatan pada resistor 1 (Ω)
R2 = Nilai hambatan pada resistor 2 (Ω)
R3 = Nilai hambatan pada resistor 3 (Ω)
Rn = Nilai hambatan pada resistor paling akhir pada suatu rangkaian paralel (Ω)

Contoh soal :

tiga buah resistor akan dirangkai secara paralel, nilai masing-masing resistor tersebut adalah R1 = 10Ω, R2 = 47Ω, R3 = 100Ω, berapakah nilai hambatan pengganti pada rangkaian paralel tersebut?
Diketahui : R1 = 10Ω
                   R2 = 47Ω
                   R3 = 100Ω
Ditanya    : Rp = ?
Jawab       :

Untuk menghitung  hambatan pengganti dua buah resistor dapat dilakukan dengan menggunakan rumus :

Contoh soal :

dua buah resistor dirangkai paralel, jika nilai masing-masing resistor tersebut adalah R1 = 10Ω, R2 = 47Ω, berapakah nilai hambatan penggantinya?
Diketahui : R1 = 10Ω
                   R2 = 47Ω
Ditanya    : Rp = ?
Jawab       :

Pembuktian :

c. Rangkaian Resistor Campuran
Rangkaian campuran merupakan gabungan antara rangkaian seri dengan rangkaian paralel atau sebaliknya. Nilai hambatan pada rangkaian resistor campuran bisa disebut dengan hambatan pengganti atau hambatan total (Rt), karena gabungan antara (Rs) dan (Rp). Pada dasarnya terdapat dua buah rangkaian resistor campuran yaitu :
1. Rangkaian Resistor Seri-paralel
    Contoh soal :

    R1+R2//R3

    Berapakah nilai hambatan pengganti pada rangkaian tersebut?
    Diketahui : R1 = 10Ω
                       R2 = 47Ω
                       R3 = 100Ω
    Ditanya    : Rt = ?
    Jawab       :

2. Rangkaian Resistor Paralel-seri
    Contoh soal :

    R1//R2+R3

    Diketahui : R1 = 10Ω
                       R2 = 47Ω
                       R3 = 100Ω
    Ditanya    : Rt = ?
    Jawab       :