From Me To You

Alat Ukur Besi Putar (Moving Iron Instrument)

Cara kerja :
Bila ada arus yang mengalir pada kumparan maka ruangan tersebut akan ada medan magnet yang mengakibatkan kedua besi lunak tersebut demagnetisasi dan bersifat sebagai magnet permanen. Pasangan besi lunak tersebut mempunyai sepasang kutub yang sama sehingga kutub -kutub yang sejenis akan tolak menolak dan besarnya penyimpangan terg antung dari besarnya arus yang lewat pada kumparan.
Konstruksi dari alat ukur ini terdiri dari kumparan tetap dan sepasang besi lunak mudah mengalami demagnetisasi, besi lunak tersebut ditempatkan dalam ruang antara kumparan tetap dimana besi lunak yang satu ditempatkan menempel dengan kumparan tetap sedang besi lunak yang lain berhubungan dengan sumbu as dari jarum penunjuk sehingga dapat berputar/bergerak bebas.
Alat ukur dengan besi putar bekerja berdasar pada arus yang akan diukur melalui kumparan yang tetap dan menyebabkan terjadinya medan magnit. Potongan besi ditempatkan dimedan magnit tersebut dan menerima gaya elektromagnetis. Alat ukur dari tipe besi putar ini adalah sederhana dan kuat dalam kontruksi, murah, serta dengan demikian mendapatkan penggunaan-penggunaan yang sangat besar, sebagai alat pengukur untuk arus dan tegangan pada frekuensi-frekuensi yang dipakai pada jaring-jaring yang terdapat di kota-kota. Suatu keuntungan lain bahwa alat pengukur ini dapat pula dibuat sebagai alat pengukur, yang mempunyai sudut yang sangat besar.
Prinsip kerja alat ukur besi putar ialah berdasarkan gaya elektromagnetik dimana gaya elektromagnetik yang timbul pada kumparan akan menolak / menarik logam ( besi lunak yang tidak termagnetisasi) dan selanjutnya akan menghasilkan torsi kerja.
Persamaan torsi alat ukur besi putar, misalkan arus yang melewati alat ukur, induktansi dan simpangan awal berturut-turut adalah I, L, dan 0. Kemudian arus bertambah dengan dI , induktansi bertambah sebesar dL, dan simpangan bertambah sebesar d0, maka didapat perubahan energi yang disimpan sebesar :

E = I. L dL + 1/2 I2 dL

Kerja mekanik : M = Td . d0


Untuk penggunaan alat pengukur dengan asas ini, hendaknya harus memperhatikan beberapa sifat, antara lain :
• Pemakaian daya cukup besar
• Mudah dipengaruhi oleh medan magnet dari luar
• Adanya pengaruh histeresis
• Untuk pengukuran kuat arus yang kecil diperlukan lilitan yang lebih banyak, akibatnya nilai tahanannya bertambah besar.
Oleh karena itu, alat ukur dengan asas ini dapat digunakan untuk mengukur arus searah maupun arus bolak-balik .
Prinsip suatu alat ukur jenis besi putar dibedakan dengan cara :
• Jenis tolak (repulsion type)
• Jenis gabungan tarik dan tolak (combined attraction and repulsion type)

Alat ukur volt dengan azas besi putar dibuat dengan menggabungkan kumparan – kumparan yang tetap tersebut dengan suatu tahanan seri. Kebanyakan dari pada alat -alat ukur dari tipe ini mempunyai harga-harga skala maksimum dari 15 sampai kira-kira 600 volt. Karakteristik yang penting dari alat –alat ukur dari tipe besi putar adalah sebagai berikut :
Pengaruh dari medan magnit luar
Karena suatu kumaparan yang tetap tidak dapat membangkitkan suatu medan magnet yang kuat, untuk mengelakkan ini, maka seluruh kumparan diletakkan dalam suatu kotak besi yang mempunyai fungsi sebagai suatu tameng magnit.
Pengaruh frekuensi
Dalam penggunaan sebagai suatu alat pengukur volt, maka bila frekuensi dari pada tegangannya adalah tinggi, maka perubahan dalam arus yang akan melalui kumparan putar adalah lebih penting dari pada pengaruh arus –arus putar. Perubahan dari pada arus ini terutama disebabkan oleh perubahan induktansi dari pada kumparan tersebut. Untuk jelasnya maka dimisalkan bahwa jaringan dari sirkuit alat ukur voltmeter dari suatu induktansi L dari kumparan tetap dan tahanan R dari pada tahanan seri.
Pengaruh dari histerisa magnitis
Dalam prinsipnya alat ukur dari tipe besi putar dapat digunakan untuk arus bolak balik maupun arus searah sesuai dengan alat ukur thermocouple. Akan tetapi untuk penggunaan arus searah, kesalahan-kesalahan akan terjadi yang disebabkan oleh karena kondisi-kondisi magnetisasi dari besi akan berbeda, disebabkan oleh adanya kerugian-kerugian histerisa dari besi.



.
Dikutip dari :
• Cooper,W,D. (1994). Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta. Erlangga.
• Gregory,B,A. (1977). An introduction to electrical instrumentation,New York, The Gresham Press Old Woking Surrey.
• Marappung, M. (1984). Alat-alat ukur listrik dan pengukuran listrik. Bandung : Armico.
• Staut, M, B,. (1960). Basic electrical measurements. Second Edition. USA: Prentice-Hall, Inc.
• Sapiie, S, (1994). Pengukuran dan ALAT-ALAT Ukur Listrik.Jakarta, Pradnya Paramita.
• Wasito, (1985). Teknik ukur dan peranti ukur elektronik, Jakarta : PT. Multi Media.
• www.sukarata.com/files/komp_elka.pdf