Prinsip Kerja dan Jenis-jenis Amperemeter

Pengenalan Ammeter

Seperti yang kita tahu, kata "meter" terkait dengan sistem pengukuran. Meter adalah alat yang dapat mengukur kuantitas tertentu. Seperti yang kita ketahui, satuan arus adalah Ampere. Ammeter berarti Ampere-meter yang mengukur nilai ampere. Ampere adalah satuan arus, jadi ammeter adalah meter atau alat yang mengukur arus.

Prinsip Kerja Ammeter

Prinsip utama ammeter adalah harus memiliki hambatan sangat rendah dan juga reaktansi induktif. Mengapa kita membutuhkan ini? Tidak bisakah kita menyambungkan ammeter secara paralel? Jawaban untuk pertanyaan ini adalah karena hambatannya sangat rendah sehingga harus memiliki penurunan tegangan yang sangat kecil di seberangnya dan harus dihubungkan dalam sambungan seri karena arus sama dalam rangkaian seri.

Karena hambatan sangat rendah, kerugian daya akan rendah, dan jika dihubungkan secara paralel, menjadi hampir jalur pendek dan semua arus akan mengalir melalui ammeter. Sebagai akibat dari arus tinggi, instrumen mungkin terbakar. Oleh karena itu, harus dihubungkan secara seri. Untuk ammeter ideal, hambatannya harus nol sehingga tidak ada penurunan tegangan di seberangnya, sehingga kerugian daya pada instrumen nol. Namun, yang ideal tidak dapat dicapai secara praktis.

Klasifikasi atau Jenis-jenis Ammeter

Berdasarkan prinsip konstruksi, ada banyak jenis ammeter, yaitu –

1. Ammeter Koil Bergerak Magnet Tetap (PMMC).

2. Ammeter Besi Bergerak (MI).

3. Ammeter Tipe Elektrodinamometer.

4. Ammeter Tipe Rectifier.

Berdasarkan jenis pengukuran yang kita lakukan, kita memiliki -

1. Ammeter DC.

2. Ammeter AC.

Ammeter DC sebagian besar adalah instrumen PMMC, MI dapat mengukur arus AC dan DC, instrumen tipe elektrodinamometer termal juga dapat mengukur DC dan AC, meter induksi umumnya tidak digunakan untuk konstruksi ammeter karena biaya lebih tinggi, ketidakakuratan pengukuran.

Deskripsi Berbagai Jenis Ammeter

Ammeter PMMC

Prinsip Ammeter PMMC:
Ketika konduktor penghantar arus ditempatkan dalam medan magnet, gaya mekanik bekerja pada konduktor, jika terpasang pada sistem bergerak, dengan pergerakan koil, penunjuk bergerak di atas skala.
Penjelasan: Seperti namanya, instrumen ini menggunakan magnet permanen. Instrumen ini sangat cocok untuk pengukuran DC karena defleksi proporsional terhadap arus, sehingga jika arah arus dibalik, defleksi penunjuk juga akan dibalik, jadi hanya digunakan untuk pengukuran DC. Instrumen ini disebut instrumen D Arnsonval. Keuntungan utamanya adalah memiliki skala linear, konsumsi daya rendah, akurasi tinggi. Kerugian utamanya adalah hanya dapat mengukur kuantitas DC, biaya lebih tinggi, dll.
Torsi defleksi,

Di mana,
B = Kepadatan fluks dalam Wb/m².
i = Arus yang mengalir melalui koil dalam Amp.
l = Panjang koil dalam m.
b = Lebar koil dalam m.
N = Jumlah putaran dalam koil.
Perpanjangan Rentang pada Ammeter PMMC:
Sekarang tampak luar biasa bahwa kita dapat memperluas rentang pengukuran pada instrumen tipe ini. Banyak dari kita mungkin berpikir bahwa kita harus membeli ammeter baru untuk mengukur arus yang lebih tinggi, dan banyak dari kita mungkin berpikir bahwa kita harus mengubah fitur konstruksi agar dapat mengukur arus yang lebih tinggi, tetapi tidak ada seperti itu, kita hanya perlu menghubungkan hambatan shunt secara paralel dan rentang instrumen tersebut dapat diperluas, ini adalah solusi sederhana yang ditawarkan oleh instrumen.

Dalam gambar I = total arus yang mengalir dalam rangkaian dalam Amp.
Ish adalah arus melalui hambatan shunt dalam Amp.
Rm adalah hambatan ammeter dalam Ohm.

Ammeter MI

Ini adalah instrumen besi bergerak, digunakan untuk AC dan DC, dapat digunakan untuk keduanya karena defleksi θ proporsional kuadrat arus, jadi apa pun arah arus, menunjukkan defleksi arah, selanjutnya mereka diklasifikasikan dalam dua cara lagi -

1. Tipe tarikan.

2. Tipe tolakan.

Persamaan torsi adalah:
Di mana,
I adalah total arus yang mengalir dalam rangkaian dalam Amp.
L adalah induktansi sendiri koil dalam Henry.
θ adalah defleksi dalam Radian.

1. Prinsip Instrumen MI Tipe Tarikan:
   Ketika besi lunak tidak ditegarkan ditempatkan dalam medan magnet, ia tertarik ke arah koil, jika sistem bergerak terpasang dan arus dialirkan melalui koil, maka akan menciptakan medan magnet yang menarik potongan besi dan menciptakan torsi defleksi sebagai hasilnya penunjuk bergerak di atas skala.

2. Prinsip Instrumen MI Tipe Tolakan:
   Ketika dua potongan besi ditegarkan dengan polaritas yang sama dengan dialirkan arus, maka terjadi tolakan antara keduanya dan tolakan tersebut menghasilkan torsi defleksi sehingga penunjuk bergerak.
   Keuntungan dari instrumen MI adalah dapat mengukur AC dan DC, murah, kesalahan gesekan rendah, kekuatan, dll. Umumnya digunakan untuk pengukuran AC karena dalam pengukuran DC, kesalahan akan lebih besar karena histeresis.

Ammeter Tipe Elektrodinamometer

Ini dapat digunakan untuk mengukur kedua arus AC dan DC. Sekarang kita lihat bahwa kita memiliki instrumen PMMC dan MI untuk pengukuran arus AC dan DC, mungkin timbul pertanyaan - “mengapa kita membutuhkan Ammeter Elektrodinamometer? Jika kita dapat mengukur arus dengan akurat dengan instrumen lain juga?”. Jawabannya adalah instrumen elektrodinamometer memiliki kalibrasi yang sama untuk AC dan DC, yaitu jika dikalibrasi dengan DC, maka tanpa kalibrasi kita juga dapat mengukur AC.

Prinsip Ammeter Tipe Elektrodinamometer:
Di sana kita memiliki dua koil, yaitu koil tetap dan koil bergerak. Jika arus dialirkan melalui dua koil, maka akan berada di posisi nol karena pembentukan torsi yang sama dan berlawanan. Jika somehow, arah satu torsi dibalik karena arus dalam koil dibalik, torsi unidireksional diproduksi.
Untuk ammeter, koneksi adalah seri dan φ = 0
Di mana, φ adalah sudut fase.

Di mana,
I adalah jumlah arus yang mengalir dalam rangkaian dalam Amp.
M = induktansi mutual koil.
Mereka tidak memiliki kesalahan histeresis, digunakan untuk pengukuran AC dan DC, kelemahan utamanya adalah rasio torsi/berat rendah, kerugian gesekan tinggi, lebih mahal daripada instrumen pengukuran lainnya, dll.

Ammeter Rectifier

Prinsip Ammeter Rectifier:
Mereka digunakan untuk pengukuran AC yang dihubungkan ke sekunder transformator arus, arus sekunder jauh lebih kecil dari primer dan dihubungkan dengan bridge rectifier ke ammeter koil bergerak.

Keuntungan:

1. Dapat digunakan pada frekuensi tinggi juga.

2. Skala seragam untuk sebagian besar rentang.

Kerugian adalah kesalahan karena suhu, penurunan sensitivitas dalam operasi AC.