Pengukuran Resistansi Dan Induktansi

Nama : Alfandi Gulo
NIM : 4133240004
Jurusan : Fisika 2013
M. kuliah : Instrumentasi Elektronika

PENGUKURAN RESISTANSI DAN INDUKTANSI
PENGUKURAN RESISTANSI
Pengukuan  resistansi  dapat  dilakukan  dengan  mudah,  namun  kelemahannya adalah  kurang  akurat.  Pengukuran  resistansi  yang  lebih  baik  dapat  dilakukan dengan cara:

Metode Ammeter danVoltmeter
Salah satu cara untuk mengukur resistansi menggunakan metode ammeter dan voltmeter adalah dengan rangkaian sbb.

Menggunakan rangkaian di atas, maka nilai resistansi dapat diperoleh dengan rumusan:

Oleh karena besarnya R sama dengan E/I, maka adanya Iv menimbulkan eror pada perhitungan besarnya R. Namun jika I >>> Iv, maka eror ini dapat diabaikan. Rangkaian yang pertama ini akan mengukur besarnya scr akurat jika R mempunyai nilai yang jauh lebih kecil dari pada resistansi voltmeter, sehingga Iv <<< I dan

Cara lain utk mengukur resistansi adalah menggunakan rangkaian berikut.

Menggunakan rangkaian di atas, maka nilai resistansi dapat diperoleh dengan rumusan:

Oleh karena besarnya R sama dengan E/I, maka adanya EA menimbulkan eror pada perhitungan besarnya R. Namun jika E >>> EA, maka eror ini dapat diabaikan. Rangkaian yang kedua ini akan mengukur besarnya scr akurat jika R mempunyai nilai yang jauh lebih besar drpd resistansi ammeter, sehingga EA <<< E dan

Metode Substitusi
Pengukuran resistansi dengan metode subtitusi dilakukan dengan cara yg diilustrasikan dengan dua gambar berikut.

Pada gambar (a), sebuah resistor yg tdk diketahui besarnya dihubung seri dengan ammeter, lalu dicatat penunjukkan skala ammeter yang ditunjuk. Kemudian resistor yg tdk diketahui besarnya tadi diganti dgn suatu variable resistor presisi (decade resistor box) seperti pd gambar (b). Awalnya variable resistor hrs berada pd posisi nilai tertinggi, lalu diatur sdmk shg ammeter menunjuk pd skala yg sama spt yg ditunjuk pd saat digunakan gambar (a). Maka dgn dmk besarnya resistansi dapat diketahui yaitu sama dgn besarnya resistansi yg ditunjuk oleh variable resistor.

Jembatan Wheatstone
Pengukuran resistansi yg sangat akurat dpt dilakukan menggunakan jembatan Wheatstone. Gambar berikut menunjukkan jembatan Wheatstone yg terdiri atas resistor yg tdk diketahui besarnya (R), dua buah resistor presisi P dan Q, sebuah resistor yg dapat diatur S, dan sebuah galvanometer G. Catu daya E akan menghasilkan arus yg mengalir melalui resistor.
Untuk menentukan resistansi R, variable resistor diatur hingga galvanometer menunjuk angka nol atau tegangan nol.

Rangkaian jembatan Wheatstone

Arus dan tegangan jatuh pada rangkaian jembatan Wheatstone
Saat galvanometer menunjuk nol, maka tegangan pada setiap terminalnya akan sama besar, sehingga
Vp=Vq dan Vr=Vs
Oleh karena tdk ada arus yg mengalir pada galvanometer, maka I1 mengalir melalui P dan R, dan I2 mengalir melalui Q dan S, sehingga
IrR=I2S
IrP=I2Q
Dan
atau
Yang memberikan nilai resistansi R:

Karena S, P, dan Q nilainya diketahui dgn akurat maka besarnya resistansi R dapat ditentukan dgn akurat pula. Terlihat bahwa tegangan catu E tdk muncul pd perhitungan sehingga besarnya tegangan catu tdk mempengaruhi sensitivitas jembatan Wheatstone.

PENGUKURAN INDUKTANSI
Jembatan Perbandingan Induktansi
Rangkaian jembatan perbandingan i nduktansi diperlihatkan pada gambar berikut. Induktansi yang tidak diketahui dinyatakan dalam L s dan Rs (menggunakan rangkaian ekivalen seri). L1 adalah induktor standar dan R1adalah resistor variabel standar untuk menyeimbangkan R s, sedangkan R3, dan R4 adalah resistor standar. Keadaan seimbang dicapai dengan cara mengatur R1dan R3 atau R4.

Saat jembatan berada dalam keadaan seimbang maka:

Atau

Sehingga dengan menyamakan bagian riil dari persamaan di atas maka diperoleh:

Jembatan Maxwell
Kapasitor standar murni yang akurat lebih mudah dibuat daripada inductor standar. Karena itu seringkali digunakan kapasitor standar untuk mengukur induktansi daripada menggunakan induktor standar. Jembatan Maxwell (atau juga dikenal sebagai jembatan Maxwell -Wein) diperlihatkan pada gambar berikut. Dalam rangkaian tsb, kapasito r standar C3 dihubung paralel dengan resistor variabel R3. R1 adalah resistor standar variabel, R4 juga dapat menggunakan resistor variabel (dapat diatur). L s dan Rs adalah induktansi yang akan diukur. Jembatan Maxwell paling sesuai digunakan untuk menguku r koil (lilitan) dengan faktor Q rendah (yaitu jika  Ls tidak terlalu besar dibandingkan Rs).

Dengan menyamakan bagian Imajinernya maka diperoleh

Jembatan Induktansi Hay
Jembatan Hay sama dengan jembatan Maxwell, kecuali bahwa R 3 dan C3 dihubung secara paralel dan induktansi yang akan diukur dinyatakan dalam rangkaian paralel LR.

Dengan menyamakan bagian Imajinernya maka diperoleh

Q Meter
Q meter digunakan untuk mengukur faktor Q dari lilitan dan untuk mengukur induktansi, kapasitansi, dan resistansi pada frekuensi radio (RF). Rangkaian dasar dari sebuah Q meter diperlihatkan pada gambar berikut.

Q meter terdiri atas capasitor variabel, sumber tegangan ac yang dapat diatur frekuensinya, dan koil (lilitan) yang akan diketahui faktor Q -nya. Semua komponen dihubungkan secara seri. Tegangan kapasitor V C dan tegangan sumber E dipantau dengan voltmeter. Tegangan sumber diset ke frekuensi yang dikehendaki dan kapasitor C diatur supaya terjadi resonansi (ditandai dengan tegangan C maksimum).
Pada keadaan resonansi maka :
Vc=Vl dan juga dan