ALAT UKUR WATTMETER BESERTA KEGUNAANNYA

 BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pengukuran adalah suatu tekhin untuk menyatakan suatu sifat fisis dalam bilangan sebagai hasil untuk membandingkan dengan suatu besaran baku yang diterima sebagai satuan.

Dalam pengukuran dibutuhkan instrumen untuk membantu ketrampilan manusia dalam menentukan nilai dari suatu besaran yang tidak diketahui. Dengan demikian instrumen dapat didefinisikan sebagai sebuah alat yang digunakan untuk menentukan besaran dari suatu kuantitas dan variabel. Telah disadari bahwa besaran listrik seperti arus, tegangan daya, dan yang lainnya tidak dapat secara langsung kita tanggapi dengan panca indra kita. Untuk memungkinkan pengukuran, maka besaran listrik ini ditransformasikan melalui suatu phenomena fisis ke dalam besaran yang memungkinkan untuk diamati oleh panca indra kita

Dengan demikian kegiatan yang dilakukaan untuk merubah besaran listrik kedalam suatu phenomena fisis yang dapat diamati oleh panca indra kita dikenal sebagai pengukuran besaran listrik. Listrik merupakan kebutuhan hidup yang tidak bisa dipisahkan dengan kehidupan kita. Listrik mempunyai ukuran sehingga dapat diketahui kebaradaanya juga besar nilainya. Daya merupakan besaran kekuatan listrik. Adapun ukuran dalam daya menurut satuan internasional adalah watt.Wattdisini biasa digunakan untuk mengukur daya yang digunakan atau yang dipakai dari suatu beban listrik. Adapun alat yang digunakan untuk mengukur daya adalah Wattmeter.

1.2 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian dari Wattmeter

2. Untuk mengetahui fungsi dari Wattmeter

3. Untuk mengetahui komponen-komponen dalam Wattmeter

4. Untuk mengetahui fungsi setiap komponen dalam Wattmeter

5. Untuk mengetahui prinsip kerja dari Wattmeter

6. Untuk mengetahui cara menggunakan Wattmeter

7. Untuk mengetahui macam-macam Wattmeter

BAB  2

ISI

2.1 Pengertian dan fungsi Wattmeter

Wattmeter adalah instrumen pengukur daya listrik yang pembacaanya dalam satuan watt dimana merupakan kombinasi voltmeter dan amperemeter. Wattmeter pada dasarnya merupakan penggabungan dari dua alat ukur yaitu Amperemeter dan Voltmeter yang berfungsi untuk mengukur secara langsung daya yang terpakai pada suatu rangkaian listrik. Pada Wattmeter terdiri dari kumparan arus (kumparan tetap) dan kumparan tegangan (kumparan putar), sehingga pemasangannya juga sama yaitu kumparan arus dipasang seri dengan beban dan kumparan tegangan dipasang paralel dengan sumber tegangan. Wattmeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur daya listrik secara langsung . Wattmeter dapat digunakan untuk pengukuran pada arus searah maupun arus bolak balik. Untuk arus searah, maka daya yang dipakai dalam beban tahanan R dinyatakan sebagai

P=V I = I²  R = V²/R

Dengan V adalah tegangan beban dan I adalah arus beban Pada arus bolak balik, daya yang dipakai pada beban pada saat tegangan beban v dan arus beban i dinyatakan sebagai p = v i dengan v dan i adalah tegangan dan arus sebagai fungsi waktu yang memenuhi persamaan sinusoida. Terdapat beberapa jenis Wattmeter yaitu analog dan digital.

2.2 Prinsip Kerja Wattmeter

Wattmeter bekerja berdasarkan prinsip kerja gaya Lorentz.gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik,I dalam suatu medan magnet B.

Ibu jari menunjukkan arah arus listrik (I).Jari telunjuk menunjukkanarahmedan magnet (B). Jari tengah menunjukkan arah gaya Lorentz. Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus, sedangkan untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.

Keterangan:                                                 

F = gaya Lorentz

I= arus

B = kuat medan magnet

2.3  Macam-macam Wattmeter
Macam wattmeter dibagi menjadi 2,yaitu: Analog dan digital. Wattmeter analog ada 2 tipe, elektrodinamometer, induksi, dan thermocouple.
1. Wattmeter Analog

1.Wattmeter elektrodinamik/elektrodinamometer/Analog

Wattmeter elektrodinamik atau elektrodinamometer, instrumen ini cukup familiar dalam desain dan konstruksi elektrodinamometer tipe ampermeter dan voltmeter analog. Kedua koilnya dihubungkan dengan sirkuit yang berbeda dalam pengukuran power. Koil yang tetap atau field coil dihubungkan secaraseri dengan rangkaian, koil bergerak dihubungkan paralel dengan tegangan dan membawa arus yang proporsional dengan tegangan. Sebuah tahanan non-induktif dihubungkan secara seri dengan koil bergerak supaya dapat membatasi arus menuju nilai yang kecil. Karena koil bergerak membawa arus proposional dengan tegangan maka disebut  pressure coil  atau voltage coil dari wattmeter

            2.Wattmeter induksi

Perbedaan wattmeter induksi dengan wattmeter dinamometer/analog adalah wattmeter induksi hanya dapat dipakai dengan suplai listrik bolak balik sedangkan wattmeter  jenis dinamometer dapat dipakai baik dengan suplai listrik bolak balik atau searah.

Kelebihan dan keterbatasan wattmeter induksi yaitu wattmeter induks imempunyai skala lebar, bebas pengaruh medan liar, serta mempunyai peredaman bagus. Selain itu, alat ukur ini juga bebas dari error akibat frekuensi. Kelemahannya adalah timbulnya error yang kadang-kadang serius yang diakibatkan oleh pengaruh suhu sebab suhu ini berpengaruh pada tahanan lintasan arus eddy. Pengukuran daya arus searah dapat dilakukan dengan alat ukur wattmeter. Didalam instrumen ini terdapat dua macam kumparan yaitu kumparan arus dan kumparan tegangan. Kopel yang dikalikan oleh kedua macam kumparan tersebut berbanding lurus dari hasil perkalian arus dan tegangan.

3. Wattmeter Thermocouple

Prinsip kerja wattmeter thermocouple bekerja berdasarkan pada adanya gaya listrik termos. Thermocouple ini biasanya digunakan untuk mengukur daya yang kecil yaitu frekuensi audio.

2. Wattmeter digital

Wattmeter elektronik digital modern/energy meter menghasilkan sampel tegangan dan arus ribuan kali dalam sedetik. Nilai rata-rata tegangan instan yang dikalikan dengan arus adalah true power (daya murni). Daya murni yang dibagi oleh volt-ampere (VA) nyata adalah power factor. Rangkaian komputer menggunakan nilai sampel untuk menghitung tegangan RMS, arus RMS, VA, power (watt), power factor, dan kilowatt-hours (kwh). Model yang sederhana menampilkan informasi tersebut pada layar display LCD. Model yang lebih canggih menyimpan informasi tersebut dalam beberapa waktu lamanya, serta dapat mengirimkannya ke peralatan lapangan atau lokasi pusat.

2.4 Konstruksi Wattmeter Analog dan Digital sebagai berikut :

Keterangan gambar :
a)    Terminal tegangan 120 V
b)   Terminal tegangan 240 V
c)    Terminal  ±
d)    Terminal tegangan 60 V
e)    Terminal arus A
f)     Terminal hubungan seri atau paralel
g)    Skala pembacaan
h)    Cermin
i)     Jarum penunjuk
j)     Sekrup pengatur kedudukan jarum

Cara menggunakan wattmeter pertama-tama telitilah kedudukan jarum penunjuknya; jika kedudukannya sudah tepat pada angka 0 berarti wattmeter sudah siap untuk digunakan. Apabila kedudukan jarum penunjuk belum tepat pada angka 0, maka harus diatur dengan memutar sekrup pengatur kedudukan jarum.
 
Cara Menggunakan Wattmeter
Diagram hubungan wattmeter dapat diperlihatkan seperti pada gambar  di bawah.
Dari gambar  diagram hubungan wattmeter diatas terlihat bahwa terminal tegangan yaitu terminal 240 V dan terminal ± dihubungkan secara paralel, sedangkan terminal arus A dan terminal ± dihubungkan secara seri.  Gambar a terlihat bahwa terminal-terminal hubungan disambung  antara terminal atas dan terminal bawah, ini disebut hubungan seri. Sedangkan pada gambar  b terminal samping kanan disambung dengan terminal samping kiri, ini disebut hubungan paralel.
Hasil pengukuran wattmeter didapatkan dengan mengalikan angka penunjukkan jarum penunjuk dengan faktor pengali sesuai dengan batas ukur dan jenis hubungannya seperti terlihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 2. Diagram Hubungan Wattmeter

M u l t I p l e
Volt Ampere		60 V	120 V	240 V
Seri	0.5 A	0.25	o.5	1
Paralel	1 A	o.5	1	2

Tabel di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :

• Dalam hubungan seri, batas ukur arus listriknya 0.5 ampere, jika digunakan batas ukur tegangan berturut-turut 60 V; 120 V; 240 V, maka hasil pengukuran dayanya adalah angka penunjukkan jarum dikalikan dengan 0.25; 0.5; 1.
• Dalam hubungan paralel, batas ukur arus listriknya 1 ampere, jika digunakan batas ukur tegangan berturut-turut 60 V; 120 V; 240 V, maka hasil pengukuran dayanya adalah angka penunjukkan jarum dikalikan dengan  0.5; 1; 2.
• Dalam hubungan seri, batas ukur dayanya sebesar 120 X 1 (Watt) = 120 Watt.
• Dalam hubungan paralel, batas ukur dayanya sebesar 120 X 2 (Watt) = 240 Watt.

Sedangkan untuk Wattmeter digital,memiliki konstruksi sebagai berikut:

Cara Pemakaian Wattmeter Digital:

o   Masukan Kabel power sumber ( In Put ) pada terminal WATT & 10 A, sesuai petunjuk pada Watt Meter digital yang bertuliskan “ POWER SOURCE “.

o   Masukan kabel beban ( Out Put ) pada Terminal COM & V, sesuai petunjuk pada Watt Meter digital yang bertuliskan “ LOAD “.

o   Setelah kabel In Put ( Power Source ) & Out Put ( Load ) Terpasang, Hidupkan Watt Meter digital dengan menggeser tombol pada posisi ON.

o   Tekan tombol pilihan Watt 1 ( 2000 W ) atau Watt 2 ( 6000 W – X10 W) tergantung dari beban yang akan di ukur.

o   Apabila pada layar tidak tertulis nol maka perlu di setting Watt Zero Adjust agar tampilan  pada layar bernilai nol.

o    Masukan kabel In Put ( Power Source ) pada Stop Kontak agar beban / load dapat bekerja.

o   Lihat hasil tampilan pada layar, apabila menggunakan batas ukur yang Watt 1 ( 2000 W ) maka tampilan pada layar merupakan hasil pengukuran daya pada beban / Load.

o   Apabila menggunakan batas ukur yang watt 2 ( 6000 W ), maka hasil pada layar di kalikan 10  baru ketahuan hasilnya.

o   Apabila sudah selesai dalam pengukuran daya, matikan wattmeter Digital dengan menggeser tombol pada posisi OFF.

Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu daya listrik DC dan daya listrik AC.

Pengukuran Daya Arus searah (DC)

            Pengukuran daya arus searah dapat dilakukan dengan alat ukur Wattmeter. Didalam instrument ini terdapat dua macam kumparan yaitu kumparan arus dan kumparan tegangan. Kopel yang dikalikan oleh kedua macam kumparan Wattmeter 4 tersebut berbanding lurus dari hasil perkalian arus dan tegangan.

 Daya listrik DC dirumuskan sebagai :

Dimana:          

 P = daya (Watt)

V = tegangan (Volt)

I = arus (Ampere)

Pengukuran Daya Arus Bolak-balik (AC)

Satu Phase

Dapat dibangun dengan komponen utama berupa elektrodinamometer yang merupakan komponen utama dari wattmeter analog. Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya, wattmeter tipe ini bidsa digunakan untuk mengukur daya arus DC atau AC untuk setiap bentuk gelombang tegangan dan arus tidak terbatas pada gelombang sinus saja.

Gambar Kontruksi Wattmeter Satu Phase

            Dalam menghubungkan ke beban dan saluran supply daya listrik wattmeter untuk pengukuran daya satu phase ada kesamaan dengan pengukuran daya DC, terminal input output pada Wattmeter mempunyai kesamaan dengan saat mengukur daya DC. Pada sistem satu phase dirumuskan sebagai berikut:

 P = VI
          P = V . I cos f

2.5  Metode Pengukuran Daya

Dalam pengukuran daya, ada 2 metode yaitu :pengukuran daya secara tidak langsung dan langsung. Pengukuran daya secara tidak langsung. Ada dua jenis pengukuran daya menggunakan metode pengukuran tak langsung, ditinjau dari letak kedua alat ukur, yaitu ampermeter dan voltmeter :
            1.Voltmeter dipasang sebelum ampermeter
            2.Voltmeter dipasang setelah Ampermeter
Pengukuran daya listrik secara langsung adalah dengan menggunakan wattmeter.

BAB  3

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN
  Dari pembahasan diatas maka dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu:

·         Wattmeter merupakan alat untuk mengukur daya listrik secara langsung

·         Prinsip kerja wattmeter induksi sama dengan prinsip kerja amperemeter dan voltmeter induksi. Perbedaan dengan wattmeter jenis dinamometeradalah wattmeter induksi hanya dapat dipakai dengan suplai listrik bolak-balik sedangkan wattmeter jenis dinamometer dapat dipakai baik dengan suplai listrik bolak-balik (AC) atau searah (DC)

·         Prinsip kerja wattmeter sama dengan prinsip kerja amperemeter dan voltmeter,dimana alat tersebut menggunakan prinsip kerja gaya Lorentz

·         Pada rangkaian arus searah, simpangan jarum penunjuk sebanding dengan arusdan tegangan, dan memenugi persamaan P=VI, dimana persamaan tersebut merupakan persamaan daya listrik.

3.2 SARAN
Wattmeter merupakan alat ukur listrik yang sering digunakan,maka dari itu sebelum menggunakan wattmeter kita harus mengerti dulu tentang cara memakai wattmeter dengan benar serta dalam pengoperasiannya harus memperhatikan manual book yang ada, jangan menggunakan alat dengan sembarangan, gunakanlah dengan benar sesuai dengan fungsinya.

http://www.um.ac.id//
http://elektro.um.ac.id/