Alat Sokongan Magnet Kekal atau Alat PMMC

Definisi

Alat yang menggunakan magnet permanen untuk menghasilkan medan magnet statis di mana kumparan bergerak dikenal sebagai alat Kumparan Bergerak Magnet Permanen (PMMC). Mereka beroperasi 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 adalah penjelasan rinci tentang bagian-bagian alat PMMC.

Kumparan Bergerak

Kumparan adalah komponen yang menghantar arus dalam alat yang bergerak bebas dalam medan magnet statis magnet permanen. Ketika arus melewati kumparan, hal ini menyebabkan kumparan tersebut 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 berlapis sutra di antara kutub magnet.

Sistem Magnet

Dalam alat PMMC, magnet permanen digunakan untuk menciptakan medan magnet statis. Bahan Alcomax dan Alnico digunakan untuk membuat magnet permanen karena kekuatan koersif tinggi (kekuatan 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 ditempatkan antara dua bantalan permata. Pegas juga berfungsi sebagai jalur untuk arus masuk dan keluar dari kumparan bergerak. Torsi kontrol utamanya merupakan hasil dari suspensi pita.

Pengedaman

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

Penunjuk & Skala

Penunjuk terhubung ke kumparan bergerak. Penunjuk menunjukkan penyimpangan kumparan, dan besarnya penyimpangan tersebut ditampilkan pada skala. Penunjuk terbuat dari bahan ringan, memungkinkannya mudah diputar dengan pergerakan kumparan. Kadang-kadang, terjadi kesalahan paralaks pada alat, yang dapat diminimalisir dengan mengatur penunjuk dengan tepat.

Persamaan Torsi untuk Alat PMMC

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

• N – Jumlah lilitan 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

Dimana 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 akibat efek penuaan dan suhu. Komponen utama alat yang berkontribusi pada kesalahan-kesalahan tersebut adalah magnet, pegas, dan kumparan bergerak. Berikut detail jenis-jenis kesalahan:

1. Magnet

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

2. Pegas

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

3. Kumparan Bergerak

Ketika jangkauan kumparan diperluas melebihi batas yang ditentukan menggunakan shunt, kesalahan terjadi. Ini disebabkan 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, ketidakcocokan ini menyebabkan kesalahan.

Untuk mengurangi kesalahan ini, tahanan swamp dihubungkan secara seri dengan kumparan bergerak. Tahanan swamp adalah resistor dengan koefisien suhu rendah, yang mengurangi dampak suhu pada kumparan bergerak.

Kelebihan Alat PMMC

Berikut adalah kelebihan alat PMMC:

• Skala alat PMMC dikalibrasi dengan akurat.

• Konsumsi daya 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.

Kekurangan Alat PMMC

Berikut adalah kekurangan alat PMMC:

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

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

• Kumparan bergerak sendiri memberikan pengedaman elektromagnetik. Pengedaman elektromagnetik ini menentang gerakan kumparan sebagai hasil dari interaksi antara arus eddy dan medan magnet.