Soal dan Pembahasan Alat Ukur Listrik


Soal 1
Sebuah galvanometer memiliki arus skala penuh 0,100 mA dan hambatan kumparan RC = 50,0 Ω. Galvanometer ini digunakan bersamaan dengan sebuah resistor shunt untuk mendesain sebuah amperemeter yang memiliki simpangan skala penuh untuk kuat arus 50,0 mA. Hambatan resistor tersebut adalah . . . .
A. 0,0001 Ω
B. 0,0002 Ω
C. 0,1002 Ω
D. 0,1010 Ω
E. 0,2010 Ω

Jawab:
n = I/IG = 50,0 mA/0,100 mA = 500
Rsh (hambatan shunt) = 50,0 Ω/(500 – 1) = 0,1002 Ω

Soal 2
Sebuah galvanometer memiliki arus skala penuh 0,100 mA dan hambatan kumparan RC = 50,0 Ω. Tentukan hambatan RS yang harus dipasang seri dengan kumparan galvanometer untuk menghasilkan sebuah voltmeter yang memiliki tegangan skala penuh 500 mV.
A. 4950 Ω
B. 4800 Ω
C. 3900 Ω
D. 3890 Ω
E. 2257 Ω

Jawab:
mula-mula tegangan skala penuh galvanometer dihitung dengan hukum Ohm.
VG = IGRG
VG = (0,100 mA)(50,0 Ω) = 5,00 mV
Selanjutnya n dihitung dengan
n = V/VG = 500 mV/5,00 mV = 100
akhirnya, hambatan RS diperoleh dengan
RS = (n – 1)Rc
RS = (100 – 1) x 50,0Ω = 4950 Ω

Soal 3
Sebuah basicmeter memiliki skala dari 0 sampai 50 dan kuat arus maksimum yang ditunjukkan oleh rentang skala pada shunt adalah 10 mA. Kuat arus yang terukur jika jarum penunjuk pada skala 40 adalah . . . .
A. (4,0 ± 0,2) mA
B. (4,0 ± 0,1) mA
C. (8,0 ± 0,1) mA
D. (8,0 ± 0,2) mA
E. (5,0 ± 0,2) mA

Jawab:
I = (40/50) x 10 mA = 8,0 mA
50 skala = 10 mA sehingga
1 skala = (1/50) x 10 mA = 0,2 mA
Ketidakpastian ΔI = ½ x skala terkecil
ΔI = ½(0,2 mA) = 0,1 mA
Hasil ukur kuat arus adalah I ± ΔI = (8,0 ± 0,1) mA

Soal 4
Sebuah galvanometer kumparan bergerak memiliki hambatan 100 ohm dan memberikan defleksi skala penuh ketika arus 200 μA mengalir melalui kumparannya. Agar galvanometer ini memberikan skala penuh ketika arus 0,02 A, maka sebuah hambatan harus dipasang paralel dengan kumparan galvanometer. Besar hambatan paralel ini adalah . . . .
A. 2,100 ohm
B. 2,000 ohm
C. 2,010 ohm
D. 1,010 ohm
E. 1,000 ohm

Jawab:
Misalkan, arus maksimum yang diizinkan melalui kumparan RA adalah I dan kuat arus yang akan diukur I’ = nI, dengan I’ > I atau nl > 1. Hambatan yang dipasang paralel dengan RA kita sebut hambatan shunt, Rsh (lihat rangkaian).

Untuk titik cabang P, berlaku:
I’ = I + Ish
nI = I + Ish
Ish = nII = (n – 1)I
Karena Ish = VPQ/Rsh dan I = VPQ/RA, maka
VPQ/Rsh = (n – 1)(VPQ/RA)
1/Rsh = (n – 1)/RA
Rsh = RA/(n – 1)
Dketahui hambatan kumparab RA = 100 Ω
Kuat arus I = 200 μA = 2 x 10-2 A.
Dari I’ = nI kita peroleh
n = I’/I = 2 x 10-2 A/(2 x 10-6 A) = 100
maka hambatan shunt Rsh adalah
Rsh = RA/(n – 1) = 100/99 = 1,010 ohm

Soal 5
Resistor yang dipasang sebagai hambatan shunt pada sebuah galvanometer memiliki hambatan yang besarnya 1/99 kali hambatan dalam galvanometer. Dengan faktor berapakah batas arusnya dikalikan?
Jawab:
Hambatan shunt = 1/99 x hambatan galvanometer
Rsh = (1/99)RA, maka
Rsh = RA/(n – 1)
n – 1 = RA/(1/99)RA
n – 1 = 99
n = 100

Soal 6
Sebuah galvanometer kumparan bergerak memiliki hambatan 5 ohm dan memberikan defleksi penuh ketika arus 15 mA mengalir melaluinya. (a) Hitung tegangan maksimum yang dapat diukur galvanometer, (b) untuk mengkonversi defleksi ini menjadi voltmeter yang mampu membaca sampai 6 V maka dipasang suatu hambatan depan Rd, seri dengan kumparan galvanometer. Besar hambatan depan, Rd adalah . . . .
A. 200 Ω
B. 285 Ω
C. 350 Ω
D. 395 Ω
E. 475 Ω

Jawab:
  • Hambatan galvanometer RV = 5 Ω, kuat arus maksimum I = 15 x 10-3 A,
Sehingga tegangan maksimum yang dapat diukur adalah
V = IRv = (15 x 10-3 A)(5 Ω) = 75 x 10-3 Ω
  • Hambatan depan Rd dipasang seri dengan hambatan galvanometer RV, seperti ditunjukkan pada rangkaian di bawah ini.
 RPB = Rd seri Rv
RPB = Rd + Rv = Rd + 5
Voltmeter mampu membaca 6 V, artinya
VPB = 6 V
Dari hukum Ohm, kita peroleh:
VPB = IRPB
RPB = VPB/I
(Rd + 5 Ω) = 6 V/(15 x 10-3 A)
 Rd = 295 Ω

0 Response to "Soal dan Pembahasan Alat Ukur Listrik"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel