Dokumen tersebut membahas tentang berbagai jenis dan prinsip kerja alat ukur besaran listrik seperti galvanometer, ampermeter, voltmeter, ohmmeter, dan multimeter. Alat-alat tersebut bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetisme, sistem kumparan putar, sistem induksi, sistem kawat panas, dan sistem elektronik.

1. ALAT UKUR BESARAN LISTRIK
Jenis dan Prinsip Kerjanya

2. Alat ukur besaran listrik :
• Galvanometer
• Ampermeter arus searah
• Voltmeter arus searah
• ohmmeter

3. Galvanometer
• Prinsip kerja PMMC (Permanent magnet moving
coil mechanism)
T = B x A x I x N
T = Torsi
B = Kerapatan Fluks
A = Luas efektif kumparan
I = Arus yang mengalir
N = jumlah lilitan kumparan

4. Galvanometer suspensi
• Galvanometer sistem lama

5. Model sekarang
• Mengikuti gerakan d’Arsonval

6. Sifat Galvanometer
• Gerakan kumparan putar dikenali dari 3
kuantitas :
– Kelembaman
– Torsi lawan
– Konstanta redaman

7. Redaman
 Redaman mekanis
 Perputaran putaran terhadap udara sekelilingnya
Ct : gesekan gerakan dengan bantalan, bekok pada pegas,
karat,suhu sekitar
 Redaman elektromeagnetig
 Disebabkan oleh efek induksi

8. Sensitivitas Galvanometer
 Sensitivitas Arus
 Perbandingan penyimpangan terhadap arus yang
mengalir ke kumparan
 Si = d / I (mm/µA) Si = Sensitivitas Arus
d = Defleksi
I = Arus yang mengalir
 Sensitivitas Tegangan
 Perbandingan penyimpangan terhadap tegangan yang
menghasilkannya
Sv = d / V Sv = Sensitivitas Tegangan
d = Defleksi
V = Tegangan

9. • Sensitivitas Mega-Ohm
– Tahanan (MΩ ) yang dihubingkan secara seri dengan
galvanometer agar menghasilkan defleksi sebesar satu
bagian skala bila tegangan yang dimasukkan adalah 1
V
SR = d / I
• Sensitivitas balistik
– Defleksi maksimal galvanometer terhadap jumlah muatan listrik (Q)
SQ = dm / Q (mm/ µC) Q = Kuantitas listrik

10. Ampermeter Arus Searah
• Rangkuman Tunggal (shunt resistor)

11. • Amper meter Rangkum Ganda

12. • Shunt Ayrton

13. Penggunaan amperemeter searah
• Dipasang secara seri
• Jangan menghubungkan ampermeter dengan
sumber tegangan
• Penghubungan polaritas harus tepat
• Gunakan skala yang paling besar/ tinggi
kemudian baru diturunkan skalanya

14. Voltmeter Arus Searah

15. Voltemeter rangkum ganda

16. Sensitivitas voltmeter

17. Loading effect
• Tegangan yang lebih rendah dari sebenarnya
akibat dari nilai tahanan dalam yang dipararel
dengan tegangan yang diukur

18. Perlakuan Voltmeter
• Hubung pararel
• Polaritas yang sesuai
• Gunakan selalu rangkuman yang lebih tinggi
lebih dahulu
• Perhatikan efek pembebanan

19. Ohm meter
• Metoda Voltmeter – Ampermeter
• Ohmeter seri
• Ohmeter paralel

20. Metoda Voltmeter - Ampermeter
• Hubungkan Voltmeter terhadap Rx pada posisi
1 dan amati pembacaan ampermeter
• Pindahkan saklar ke posisi 2 jika pembacaan
amper meter tidak berubah kembali ke posisi
1 dan baca voltmeter. Hitung nilai Rx dengan
persamaan (untuk tahanan rendah)
• Pindahkan saklar ke posisi 2 dan baca
voltmeter, hitung nilai Rx dengan persamaan
(untuk tahanan tinggi)

21. Ohmter tipe seri

22. Ohmmeter tipe Shunt

23. Multimeter

25. Multimeter Analog
• Yang digunakan di Laboratorium :

26. Multimeter Digital
• Yang digunakan di laboratorium :

27. SELESAI

28. PRINSIP KERJA ALAT UKUR

29. PRINSIP KERJA
 kWh dan kVArh meter : sistem induksi
 kW / kVA max meter : sistem elektrodinamis
 Volt meter : sistem elektro magnit, kumparan
putar, besi putar
 Amper meter : sistem elektro magnit, kumparan
putar

30. Alat ukur besi putar
 Alat ukur dengan prinsip kerja besi putar atau
sistem elektro magnet adalah sesuatu alat ukur yg
mempunyai kumparan tetap dan besi yang berputar.
 Bila didalam kumparan terdapat besi, maka besi tsb
akan menjadi magnet. Jika di dalam kumparan tsb
diletakkan dua batang besi maka kedua2nya akan
menjadi magnet shg kedua batang besi tsb akan
saling tolak menolak, karena ujung2 kedua batang
besi tersebut mempunyai kutup yang senama.
 Prinsip kerja tersebut diterapkan pada sistem
elektro magnit dengan mengganti besi tersebut dgn
2 buah plat besi, satu dipasang tetap (diam) sedang
yg lain bergerak dan dihubungkan dengan jarum
petunjuk.

31.  Arus yang diukur dialirkan pada kumparan tetap dan akan
menyebabkan terjadinya medan magnet.
Potongan besi ditempatkan di medan magnet, dan
menerima gaya elektromagnetis.
 Alat ukur tipe besi putar ini sederhana, murah, kuat dlm
konstruksi, dan penggunaannya sangat luas sebagai alat
pengukur arus dan tegangan pd frekwensi jaringan distribusi.
 Keuntungan alat pengukur ini dapat dibuat sebagai alat
pengukur yang mempunyai sudut sangat besar.
Dua batang
besi yang
berdampingan
kumparan
α
Arah arus
α
+
–
Arah arus
α
–
+

32. Alat ukur kumparan putar
Alat ukur sistem kumparan putar mempunyai kutub magnet
permanent dan kumparan yang berputar mengelilingi sumbunya.
Kumparan putar ditempatkan di dalam lapang magnetis antara
lapisan kutub besi magnet.
Arus yang dialirkan melalui kumparan shg menyebabkan
kumparan tersebut berputar. Alat ukur kumparan putar dapat
dipakai untuk bermacam arus, tidak hanya untuk DC, akan tetapi
dengan alat pertolongan lainnya, dapat pula dipakai untuk AC.
S U
+
–
b
S
U
S U
Gulungan
+
–
a
Magnit
Tetap
S
U

33. Alat Ukur Kumparan Putar
 Pemakaian alat ukur kumparan putar sangat luas,
seperti di laboratorium dan pada pusat pembangkit
tenaga listrik.
 Pada gambar berikut diperlihatkan adanya magnet
permanen (1), yang mempunyai kutub-kutub (2),
dan diantara kutub2 utara dan selatan tersebut
ditempatkan suatu silinder inti besi (3).
 Pada celah udara antara kutub magnet dan silinder
inti besi akan terbentuk medan magnet yang rata,
yang masuk melalui kutub-kutub ke dalam silinder,
secara radial sesuai dengan arah-arah panah. Di
dalam celah udara ditempatkan kumparan putar (4),
yang dapat berputar melalui sumbu (8).

34. Bila arus searah yang tidak diketahui besarnya mengalir melalui
kumparan tsb, suatu gaya elektromagnetis f yang mempunyai
arah tertentu akan dikenakan pada kumparan putar sebagai hasil
interaksi antar arus dan medan magnit.
Gambar Prinsip kerja alat ukur jenis kumparan putar

35. Arah dari gaya f dapat ditentukan menurut ketentuan
tangan dari fleming (lihat gambar)
Gambar Kaidah Tangan Kiri (Fleming)
1. Magnet tetap 5. Pegas spiral
2. Kutub sepatu 6. Jarum penunjuk
3. Inti besi lunak 7. Rangka kumparan putar
4. Kumparan putar 8. Tiang poros

36. Konstruksi Kumparan Putar

37. Alat Ukur Sistem Induksi
 Bila suatu piringan yg terbuat dari bahan
penghantar non feromagnetik seperti alumunium
atau tembaga ditempatkan dalam medan magnet
arus bolak balik, maka akan dibangkitkan arus
pusar pd piringan tsb.
 Arus pusar dan medan magnet dari arus bolak balik
akan menimbulkan interaksi dan menghasilkan torsi
gerak pada piringan.
 Bila didalam medan magnet dgn garis gaya magnet
arah yang berputar, dipasang sebuah tromol yg ber
bentuk silinder, tromol tersebut akan turut
berputar menurut arah putaran garis-garis gaya
magnet tadi, ini dinamakan alat ukur medan putar
atau alat ukur induksi, bisa juga disebut alat ukur
Ferraris

38. Prinsip sistem Ferraris digunakan pada alat ukur energi (kWh
meter) arus bolak balik.
Gambar diatas menunjukan arah Ф1dan Ф2 dalam ruangan
A, B, C, D. Kedua medan itu dilukiskan sebagai vektor Ф1
dan Ф2 pada suatu periode penuh. Medan magnet total
mempunyai arah yang berputar pada poros (a) dengan
kecepatan sama dengan arus bolak balik. Dinding tromol
aluminium terpotong oleh garis gaya dari medan putar shg
dlm tromol terbangkit tegangan dan arus induksi atau arus
pusar.
Gambar Azas Alat Ferraris atau Alat Induksi

39.  Menurut hukum LENZ aliran induksi dengan arah
sedemikian rupa, sehingga selalu melawan
penyebabnya. Karena induksi itu dibangkitkan oleh
pemotong garis2 gaya yang berputar, maka tromol
aluminium akan berputar dengan arah yang sama
dengan arah putaran garis2 gaya tsb.
 Pada alat ukur jarum putaran tromol, gerakan
jarum ditahan oleh pegas spiral pada sumbunya,
sehingga putarannya pada jarak tertentu sesuai
dengan batas garis skalanya.
 Oleh karena sistem induksi ini bekerja dengan
medan putar yang dibangkitkan oleh arus bolak-
balik, maka jika tanpa alat bantu atau alat
tambahan lainnya alat ukur ini hanya dapat
dipergunakan pada sumber arus bolak-balik saja.

40. Alat ukur sistem elektro dinamis
 Alat ukur elektro dinamis adalah alat ukur yang mempunyai kumparan
tetap dan kumparan putar.
Sistem kerjanya sama dengan sistem kumparan putar tetapi magnet
tetap diganti dgn magnet listrik.
 Berdasarkan kaidah tangan kanan pada gambar–a jarum akan
menyimpang kekanan, bila arus dibalik arahnya pada gambar–b maka
jarum akan tetap menyimpang kekanan. Jadi walaupun arah arusnya
berganti, arah jarum tetap menyimpang ke satu arah.

41. Alat ukur tipe elektrodinamis, dapat diperguna kan untuk AC atau DC, dgn
persisi yang baik, dan banyak digunakan sebagai Wattmeter.
F = Arah dari gaya
I = Arah dari arus
H = Arah dari Fluksi magnet
Gambar Prinsip suatu alat ukur elektrodinamis

42. Prinsip kawat panas
 Jika sepotong kawat logam dialiri arus listrik yang cukup
besar, kawat tersebut akan menjadi panas dan akan
memuai (menjadi lebih panjang). Pemuaian tersebut
digunakan untuk mengerakkan jarum petunjuk.
 Sepotong kawat logam campuran dari logam platina dan
iridium direntangkan pada A-B. Pada waktu I = 0 jarum
petunjuk tepat ditengah2 (angka 0).
 Jika alirkan arus searah, kawat A – B menjadi memuai
dan jarum tidak menunjuk 0, tetapi menyimpang kearah
kanan. Hal ini disebabkan karena kawat A – B menjadi
lebih panjang dan ditarik oleh pegas sehingga memutar
poros jarum.
 Baik arus searah tersebut mengalir dari A – B maupun
dari B ke A jarum tetap menyimpang kearah kanan, ini
berarti prinsip ini dapat dipakai untuk arus searah dan
bolak-balik.

43. Prinsip kawat panas dapat dipakai untuk arus
searah dan atau bolak-balik.
Gambar - kawat panas
Keterangan : A & B = baut terminal m = kawat penarik
C = tempat pengikat n = tali penarik
D = ikatan tali x = kawat panas
P = pegas a = poros penggulung

44. Alat ukur sistem elektronik
Pada umumnya alat ukur elektronik adalah digital, karena
penunjukannya berupa nilai angka, maka penggunaan dalam
pembacaan sangat sederhana, mudah dicerna.
Keuntungan alat ukur elektronik :
 Portable
 Kecermatan tinggi mencapai factor kesalahan 0,1 – 0,5 %
 Kedudukan atau posisi alat ukur tidak mempengaruhi penunjukan.
Kelemahannya.
 Dapat dipengaruhi oleh temperature ruangan yang tinggi
 Tidak boleh ditempatkan pada ruangan yang lembab / basah
 Harga relative mahal

45. ALAT UKUR DENGAN MENGGUNAKAN TRAFO-UKUR
 Alat ukur mempunyai keterbatasan untuk mengukur satuan
listrik dengan besaran yang lebih besar, karena semakin
tinggi besaran yang diukur secara langsung diperlukan
peralatan dengan ukuran fisik yang lebih besar.
 Hal ini tentu tidak dimungkinkan, maka penggunaan alat
bantu berupa trafo-ukur sangat diperlukan. Dengan
demikian cara pembacaannya menjadi tidak langsung,
karena harus dikalikan dengan perbandingan penurunan
besaran listrik yang diakibatkan oleh trafo-ukur tsb.
 Ada 2 ( dua ) macam trafo ukur yang digunakan untuk
pengukuran, yaitu trafo arus dan trafo tegangan .
 Trafo arus digunakan untuk menurunkan arus dengan
perbandingan transformasi tertentu dan sekaligus
mengisolasi peralatan ukur dari tegangan sistem yang
diukur
 Trafo tegangan digunakan untuk menurunkan tegangan
sistem dengan perbandingan transformasi tertentu.

46. Trafo arus
220 V.Ip ~ = Max 400 A
a. Ns : Np = Ip : Is => Ns : Np = a (perbandingan teoritis)
b. Ns . Is = Np . Ip => Ip : Is = a (perbandingan praktis)
a = Ip : Is = 400 : 5 = 80
Karena Np = 1, maka : Ns = a . Np = 80.
Jadi Ip = Is . a = 5 x 80 = 400 A
BEBAN
A
BE
BA
N
K L
S2
S1
IS = Max 5 A
CT

47. Pelaksanaan pengukuran arus bolak balik tinggi
A
Primer
Sekunder
PT
I pimer : I sekunder = I primer : I sekunder
Beban
Karena arus I sekunder cukup besar , maka
hubungan belitan sekunder dengan beban
(amperemeter) tidak boleh diputus / dilepas ,
kalau putus maka transformator akan rusak 
maka kita gunakan transformator arus (CT)

48. Trafo tegangan
220 V.Ip ~ = Max 100 A
a = Ns / Np = Ip / Is
a = 100 : 5 = 20
atau Np . Ip = Ns . Is
karena Np = 1
maka Ip = Ns . Is
Ns = 100 / 20 = 20
a = Ratio perbandingan
= Ampere meter
A
BEBAN
A
K L
S2
S1
IS = Max 5 A
CT

49. Trafo tegangan
Pelaksanaan pengukuran tegangan pada jaringan tegangan
tinggi tidak cukup hanya mempergunakan tahanan2 depan
yang nilainya besar , tetapi dilaksanakan dgn transformator
tegangan ( PT ) dgn tujuan bahwa memakai pesawat ukur
dengan batas normal dapat diukur batas normal dan ukuran
yang lebih tinggi, sehingga diperoleh rangkaian pengukuran
yang lebih aman
V
Primer
Gunanya dihubungkan ketanah yaitu untuk
menghilangkan arus bocor dari kumparan
primer
Sekunder
PT
E pimer : E sekunder = N primer : N
sekunder

50. SELESAI