Pengukuran Hambatan Besar

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam umumnya Jembatan Wheatstone dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relative kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kortsluiting dan sebagainya. Rangkaian ini dibentuk oleh empat buah tahanan

(R)       yag merupakan segiempat A-B-C-D dalam hal mana rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah galvanometer nol (0). Kalau tahanan-tahanan itu diatur sedemikian rupa sehingga galvanometer itu tidak akan mengadakan suatu hubungan antara keempat tahanan tersebut. (Suryatmo, 1986).

Jembatan Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada 1833 dan meningkat dan dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua kaki dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup komponen diketahui. kerjanya mirip dengan aslinya potensiometer .hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan pengantar listrik/ konduktor,yang dapat di gunakan untukmengatur besarnya arus listrik yang melewati suatu rangkaian.

Hambatan sebuah konduktor di antara dua titik diukur dengan memasang sebuah beda potensial diantara titik-titik tersebut dan membandingkannya dengan arus listrik yang terukur, yaitu R=V/ I .Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian.

Hasil kali antara hambatan hambatan berhadapan yang satu akan sama dengan hasil kai hambatan hambatan berhadapan lainnya jika beda potensial antara c dan d bernilai nol. Persamaan R1 . R3 = R2 . R4 dapat diturunkan dengan menerapkan Hukum Kirchoff dalam rangkaian tersebut. Hambatan listrik

1

suatu penghantar merupakan karakteristik dari suatu bahan penghantar tersebut yang mana adalah kemampuan dari penghantar itu untuk mengalirkan arus listrik.

Pengukuran tahanan suatu penghantar / isolasi sangat berguna untuk kualitas penghantar / isolasi tersebut. Penghantar yang baik mempunyai tahanan yang kecil, sedangkan tahanan isolasi diusahakan sangat besar.

Di dalam sistem tenaga listrik terdapat berbagai macam tahanan, maka dalam pengukurannya juga harus bermacam-macam.

Pengukuran

Tahanan kecil     ≠             Pengukuran

Tahanan besar

Untuk dapat melakukan pengukuran dengan baik perlu adanya klasifikasi besar tahanan. Klasifikasi tahanan tersebut adalah :

a. Tahanan kecil              Rkecil < 1 W

b. Tahanan sedang        1 W ≤ Rsedang <100 kW

c. Tahanan besar           Rbesar ≥ 100 kW

Pada pembahasan di atas kami akan menjelaskan tentang pengukuran tahanan besar atau yang biasa di sebut Pengukuran Hambatan Besar.

1.2 Rumusan Masalah

1.         Apa yang dimaksud Hambatan Besar ?

2.         Bagaimana metode pengukuran hambatan besar bekerja ?

1.3 Tujuan

1.         Memahami tentang pengukuran hambatan besar

2.         Memahami metode pengukuran hambatan besar bekerja.

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengukuran Hambatan Besar

Pengukuran tahanan besar umumnya dilakukan untuk mengetahui tahanan isolasi suatu isolator atau kabel. Sistem pengukurannya tidak dapat disamakan dengan sistem sebelumnya karena pada pengukuran tahanan besar ini arus yang dideteksi sangat kecil. Dengan kecilnya arus tersebut berarti jika terjadi kebocoran arus yang juga kecil akan sangat terasa dalam pengukurannya. Oleh karena itu perlu adanya penanganan khusus untuk menghindari kesalahan tersebut.

Metode yang dapatdigunakanuntukmengukur tahanan besar adalah:

a.      Metode Defleksi

b.      Metode Pelepasan Muatan

c.      Metode Mega Ohm

a. Metode Defleksi

Rangkaian pengukuran tahanan besar dengan metode defleksi menggunakan alat pengukuran yaitu voltmeter dan mikro amperemeter dapat dilihat seperti gambar.

Gambar (a) merupakan dasar rangkaian pengukuran, tetapi bila di lihat lebih teliti, terdapat kesalahan pengukuran mikro amperemeter. Seharusnya mikro amperemeter hanya mengukur arus yang melalui tahanan yang di uji saja. Akan tetapi ternyata juga mengukur arus yang melalui selubung luar tahanan itu. Arus ini dinamakan arus bocor yang berorde mikro amper. Karena arus yang di ukur juga berorde mikro ampere, maka kesalahan akibat arus bocor sangat mempengaruhi hasil pengukuran. Untuk mengatasi hali ni, maka di tambahkan suatu guard circuit seperti tampak pada gambar (b). Arus bocor akan melalui guard circuit sedang arus yang melalui tahanan uji di deteksi oleh amperemeter.Persamaan Tahanan Isolasi dapat dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan :

R= Tahanan yang di uji

V= Tegangan yang di tunjukan Voltmeter

Ir= Arus yang di tunjukan mikro amperemeter

Ib= ArusBocor (Lewat guard circuit)

Representasi rangkaian dari suatu pengukuran tahanan isolasi kabel seperti gambar berikut:

b. Metode Pelepasan Muatan

Saat kontak ditutup terjadi pemuatan kapasitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber. Saat kontak dibuka terjadi pelepasan muatan melalui tahanan yang diukur, sehingga dapat di ukur juga tegangan jatuh pada tahanan tersebut.

Keterangan:

V = tegangan mula kapasitor (volt)

v       = tegangan pada R pada saat t (volt) R = tahanan yang diuji (ohm)

C = kapasitor (Farad) 

t = waktu (detik)

c. Jembatan Mega Ohm

Prinsip dasar jembatan mega ohm ini sama dengan prinsip jembatan wheatstone, hanya saja perlu adanya tambahan guard circuit untuk mengurangi kesalahan. Seperti yang ditunjukan pada 2 gambar rangkaian jembatan mega ohm di mana gambar A tanpa circuit sedang dan gambar B memakai guard circuit.

Gambar RangkaianJembatan Mega Ohm

Misalnya tahanan yang di ukur adalah 100 MΩ (A – B) dengan tahanan permukaannya (terminal A – g; B – g) masing – masing 100 MΩ. Maka tahanan yang terukur oleh rangkaian jembatan adalah:

RAB // (RAg+ RBg) = 100 // (100 + 100) = 67 MΩ.

Sedangkan seharusnya harga tahanan itu 100 MΩ, disin iberarti terjadi kesalahan sebesar 33%. Gambar B tampak dipasang guard circuit yaitu menghubungkan titik g dan d. Hal ini berarti cabang r – d pararel dengan RAg dan galvanometer pararel dengan RBg, Tahanan yang di pasang adalah RAB sebesar 100 MΩ . Untuk tahanan cabang a – d yang kecil 100 MΩ maka Rek.

Rnd // RAg = 0,1// 100 » 0,1 MΩ

Hal ini berarti cabang a – d terjadi perubahan RBg yang pararel dengan galvanometer tidak mempengaruhi hasil pengukuran, hanya saja sesitiviotas jembatan menurun. Dari uraian di atas dapat dilihat bahwa tahanan yang di ukur masih tetap harganya, sedang cabang – cabang lain tidak terjadi perubahan. Dengan demikian, system guard circuit dapat memperbaiki hasil pengukuran tahanan besar.

BAB III

PENUTUP

A.          Kesimpulan

Pengukuran tahanan besar umumnya dilakukan untuk mengetahui tahanan isolasi suatu isolator atau kabel. Sistem pengukurannya tidak dapat disamakan dengan sistem sebelumnya karena pada pengukuran tahanan besar ini arus yang dideteksi sangat kecil. Dengan kecilnya arus tersebut berarti jika terjadi kebocoran arus yang juga kecil akan sangat terasa dalam pengukurannya. Oleh karena itu perlu adanya penanganan khusus untuk menghindari kesalahan.