Prinsip Kerja Ammeter dan Jenis-jenis Ammeter
Pengenalan Ammeter
Seperti yang kita tahu, kata "meter" berkaitan dengan sistem pengukuran. Meter adalah alat yang dapat mengukur kuantitas tertentu. Seperti yang kita ketahui, unit arus adalah Ampere. Ammeter bermakna Ampere-meter yang mengukur nilai ampere. Ampere adalah unit arus, jadi ammeter adalah meter atau alat yang mengukur arus.
Prinsip Kerja Ammeter
Prinsip utama ammeter adalah ia harus memiliki hambatan yang sangat rendah dan juga reaktansi induktif. Mengapa kita memerlukan ini? Bisakah kita menghubungkan ammeter secara paralel? Jawaban untuk pertanyaan ini adalah bahwa ia memiliki impedansi yang sangat rendah karena harus memiliki jumlah tegangan drop yang sangat kecil di seberangnya dan harus dihubungkan secara seri karena arus sama dalam rangkaian seri.
Juga, karena impedansi yang sangat rendah, kerugian daya akan rendah dan jika terhubung secara paralel, itu menjadi hampir jalur singkat dan semua arus akan mengalir melalui ammeter, sehingga akibat arus tinggi, alat tersebut mungkin terbakar. Oleh karena itu, alat tersebut harus dihubungkan secara seri. Untuk ammeter ideal, ia harus memiliki impedansi nol sehingga tidak ada tegangan drop di seberangnya, sehingga kerugian daya pada alat adalah nol. Tetapi ideal tidak dapat dicapai secara praktis.
Klasifikasi atau Jenis Ammeter
Berdasarkan prinsip konstruksi, ada banyak jenis ammeter yang kita temukan, yaitu –
Ammeter Koil Bergerak Magnet Tetap (PMMC).
Ammeter Besi Bergerak (MI).
Ammeter Tipe Elektrodinamometer.
Ammeter Tipe Rectifier.
Berdasarkan jenis pengukuran yang kita lakukan, kita memiliki -
Ammeter DC.
Ammeter AC.
Ammeter DC sebagian besar adalah instrumen PMMC, MI dapat mengukur baik arus AC maupun DC, juga instrumen tipe elektrodinamometer termal dapat mengukur DC dan AC, meter induksi umumnya tidak digunakan untuk konstruksi ammeter karena biaya yang lebih tinggi, ketidakakuratan pengukuran.
Deskripsi Berbagai Jenis Ammeter
Ammeter PMMC
Prinsip Ammeter PMMC:
Saat konduktor yang membawa arus ditempatkan dalam medan magnet, gaya mekanis bekerja pada konduktor, jika terpasang pada sistem bergerak, dengan pergerakan koil, penunjuk bergerak di atas skala.
Penjelasan: Seperti namanya, instrumen ini memiliki magnet permanen yang digunakan. Ini sangat cocok untuk pengukuran DC karena di sini defleksi sebanding dengan arus, sehingga jika arah arus dibalik, defleksi penunjuk juga akan dibalik, jadi hanya digunakan untuk pengukuran DC. Instrumen jenis 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,
Dimana,
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.
Perluasan Rentang dalam Ammeter PMMC:
Sekarang tampak luar biasa bahwa kita dapat memperluas rentang pengukuran dalam instrumen jenis ini. Banyak dari kita mungkin berpikir bahwa kita harus membeli ammeter baru untuk mengukur arus yang lebih besar dan juga banyak dari kita mungkin berpikir bahwa kita harus mengubah fitur konstruksi agar dapat mengukur arus yang lebih besar, tetapi tidak ada hal seperti itu, kita hanya perlu menghubungkan hambatan shunt secara paralel dan rentang instrumen 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 resistor shunt dalam Amp.
Rm adalah hambatan ammeter dalam Ohm.
Ammeter MI
Ini adalah instrumen besi bergerak, digunakan untuk kedua arus AC dan DC, dapat digunakan untuk keduanya karena defleksi θ sebanding dengan kuadrat arus, jadi apa pun arah arus, menunjukkan defleksi berarah, selanjutnya mereka diklasifikasikan dalam dua cara lagi -
Tipe tarikan.
Tipe tolakan.
Persamaan torsi adalah:
Dimana,
I adalah total arus yang mengalir dalam rangkaian dalam Amp.
L adalah induktansi sendiri koil dalam Henry.
θ adalah defleksi dalam Radian.
Prinsip Instrumen MI Tipe Tarikan:
Saat besi lunak tidak dimagnetis ditempatkan dalam medan magnet, ia tertarik ke arah koil, jika sistem bergerak terpasang dan arus dialirkan melalui koil, ia menciptakan medan magnet yang menarik potongan besi dan menciptakan torsi defleksi sebagai hasilnya penunjuk bergerak di atas skala.Prinsip Instrumen MI Tipe Tolakan:
Saat dua potongan besi dimagnetis dengan polaritas yang sama dengan melewati arus, maka tolakan antara mereka terjadi dan tolakan tersebut menghasilkan torsi defleksi sehingga penunjuk bergerak.
Keuntungan instrumen MI adalah dapat mengukur kedua arus AC dan DC, murah, kesalahan gesekan rendah, ketahanan, dll. Utamanya 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 muncul pertanyaan - “mengapa kita membutuhkan Ammeter Elektrodinamometer? Jika kita dapat mengukur arus dengan akurat menggunakan instrumen lain juga?”. Jawabannya adalah instrumen elektrodinamometer memiliki kalibrasi yang sama untuk kedua arus AC dan DC, yaitu jika dikalibrasi dengan DC, maka tanpa perlu kalibrasi kita juga dapat mengukur AC.
Prinsip Ammeter Tipe Elektrodinamometer:
Di sini kita memiliki dua koil, yaitu koil tetap dan koil bergerak. Jika arus dialirkan melalui kedua koil, ia akan berada di posisi nol karena pengembangan torsi yang sama dan berlawanan. Jika somehow, arah satu torsi dibalik karena arus dalam koil dibalik, torsi unidirectional diproduksi.
Untuk ammeter, koneksi adalah seri dan φ = 0
Dimana, φ adalah sudut fase.
Dimana,
I adalah jumlah arus yang mengalir dalam rangkaian dalam Amp.
M = induktansi mutual koil.
Mereka tidak memiliki kesalahan histeresis, digunakan untuk pengukuran kedua arus 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 terhubung ke sekunder transformator arus, arus sekunder jauh lebih kecil dari primer dan terhubung dengan rectifier jembatan ke ammeter koil bergerak.
Keuntungan:
Dapat digunakan pada frekuensi tinggi juga.
