Alat Induk Magnet Tetap atau Alat PMMC

Definisi

Alat yang menggunakan magnet permanen untuk menghasilkan medan magnet stasioner di mana kumparan bergerak dikenal sebagai alat Kumparan Bergerak Magnet Permanen (PMMC). Mereka bekerja berdasarkan prinsip bahwa torsi diberikan pada kumparan bergerak yang berada dalam medan magnet magnet permanen. Alat PMMC memberikan hasil yang akurat untuk pengukuran arus searah (DC).

Konstruksi Alat PMMC

Kumparan bergerak dan magnet permanen adalah komponen utama dari alat PMMC. Berikut ini adalah penjelasan rinci tentang bagian-bagian alat PMMC.

Kumparan Bergerak

Kumparan adalah komponen yang menghantarkan arus dari alat tersebut yang bergerak bebas dalam medan magnet stasioner magnet permanen. Ketika arus melewati kumparan, hal ini menyebabkan kumparan melengkung, memungkinkan penentuan besarnya arus atau tegangan. Kumparan dipasang pada bekas persegi panjang yang terbuat dari aluminium. Bekas ini meningkatkan medan magnet radial dan seragam di celah udara antara kutub magnet. Kumparan dibungkus dengan kawat tembaga yang dilapisi sutra di antara kutub magnet.

Sistem Magnet

Dalam alat PMMC, magnet permanen digunakan untuk menciptakan medan magnet stasioner. Bahan Alcomax dan Alnico digunakan untuk membuat magnet permanen karena gaya koersif tinggi (gaya koersif mempengaruhi sifat magnetisasi magnet). Selain itu, magnet-magnet ini memiliki intensitas medan yang tinggi.

Kontrol

Dalam alat PMMC, torsi kontrol disediakan oleh pegas. Pegas-pegas ini terbuat dari perunggu fosfor dan diposisikan antara dua bantalan permata. Pegas juga berfungsi sebagai jalur untuk arus masuk dan keluar dari kumparan bergerak. Torsi kontrol sebagian besar merupakan hasil dari suspensi pita.

Penghambatan

Torsi penghambatan digunakan untuk menjaga gerakan kumparan dalam keadaan istirahat. Torsi penghambatan ini diinduksi oleh gerakan inti aluminium saat bergerak di antara kutub magnet permanen.

Penunjuk & Skala

Penunjuk terhubung ke kumparan bergerak. Penunjuk menunjukkan penyimpangan kumparan, dan besarnya penyimpangan ditampilkan pada skala. Penunjuk terbuat dari bahan ringan, memungkinkannya mudah dipindahkan dengan pergerakan kumparan. Terkadang, kesalahan paralaks terjadi pada alat, yang dapat diminimalisir dengan cara menyelaraskan pisau penunjuk dengan tepat.

Persamaan Torsi untuk Alat PMMC

Torsi penyimpangan diinduksi oleh pergerakan kumparan. Hal ini dinyatakan oleh persamaan berikut.

• N - Jumlah putaran kumparan

• B - densitas fluks di celah udara

• L, d - panjang vertikal dan horizontal sisi

• I - arus melalui kumparan

Pegas memberikan torsi pemulihan ke kumparan bergerak yang dinyatakan sebagai

Di mana K = konstanta pegas.

Untuk penyimpangan akhir,

Dengan mensubstitusi nilai persamaan (1) dan (3) kita mendapatkan,

Persamaan di atas menunjukkan bahwa torsi penyimpangan sebanding langsung dengan arus yang mengalir melalui kumparan.

Kesalahan dalam Alat PMMC

Dalam alat PMMC, kesalahan muncul karena efek penuaan dan suhu. Komponen utama alat yang menyumbang pada kesalahan-kesalahan ini adalah magnet, pegas, dan kumparan bergerak. Berikut ini rincian jenis-jenis kesalahan yang berbeda:

1. Magnet

Panas dan getaran memperpendek umur magnet permanen dan juga mengurangi magnetismenya, yaitu sifat tarik-menarik. Magnet yang lemah menghasilkan penyimpangan kumparan yang berkurang.

2. Pegas

Pegas yang lemah meningkatkan penyimpangan kumparan bergerak dalam magnet permanen. Akibatnya, bahkan untuk nilai arus kecil, kumparan menunjukkan penyimpangan yang besar. Pegas melemah karena efek suhu; kenaikan satu derajat suhu mengurangi umur pegas sebesar 0,004 persen.

3. Kumparan Bergerak

Ketika rentang kumparan diperpanjang melebihi batas yang ditentukan menggunakan shunt, kesalahan terjadi. Ini disebabkan oleh perubahan resistansi kumparan relatif terhadap resistansi shunt. Karena kumparan terbuat dari kawat tembaga dengan resistansi shunt tinggi dan kawat shunt terbuat dari Manganin dengan resistansi rendah, ketidaksesuaian ini menyebabkan kesalahan.

Untuk mengurangi kesalahan ini, resistansi swamping dihubungkan secara seri dengan kumparan bergerak. Resistansi swamping adalah resistor dengan koefisien suhu rendah, yang mengurangi dampak suhu pada kumparan bergerak.

Keuntungan Alat PMMC

Berikut ini adalah keuntungan alat PMMC:

• Skala alat PMMC dikalibrasi dengan akurat.

• Konsumsi daya perangkat-perangkat ini sangat rendah.

• Alat PMMC memiliki akurasi tinggi karena rasio torsi-ke-berat yang tinggi.

• Perangkat tunggal dapat mengukur berbagai rentang tegangan dan arus dengan menggunakan multiplier dan shunt.

• Alat PMMC menggunakan magnet pelindung rak, yang bermanfaat untuk aplikasi aerospace.

Kerugian Alat PMMC

Berikut ini adalah kerugian alat PMMC:

• Alat PMMC hanya cocok untuk arus searah. Arus bolak-balik bervariasi seiring waktu, dan variasi cepat arus mengubah torsi kumparan. Namun, penunjuk tidak dapat mengikuti balik cepat dan penyimpangan torsi, sehingga tidak dapat digunakan untuk AC.

• Biaya alat PMMC jauh lebih tinggi dibandingkan dengan alat kumparan bergerak lainnya.

• Kumparan bergerak sendiri menyediakan penghambatan elektromagnetik. Penghambatan elektromagnetik ini menentang gerakan kumparan sebagai hasil dari interaksi antara arus eddy dan medan magnet.