Galvanometer
Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur keberadaan arus listrik di dalam suatu rangkaian listrik. Penemu galvanometer ialah André-Marie Ampère.[1] Cara kerja dari galvanometer sama seperti amperemeter, voltmeter, ohmmeter dan motor listrik. Keberadaan arus listrik ditandai dengan bergeraknya jarum penunjuk dengan sudut simpangan tertentu.[2] Galvanometer memiliki kepekaan pengukuran yang lebih tinggi dibandingkan dengan amperemeter.[3]
Sifat
suntingMomen putar
suntingSudut putar atau simpangan dapat diukur melalui jarum penunjuk yang dihubungkan dengan kumparan dan diberi skala penunjuk. Selain itu, sudut putar dapat pula diketahui melalui penggunaan berkas cahaya yang dipantulkan melalui cermin yang diempatkan secara permanen di kumparan. Skala galvanometer menerima berkas cahaya dan membacanya sebagai suatu nilai ukur. Penentuan sudut putar dilakukan dengan kalibrasi secara empiris.[4] Momen putar dari arus listrik yang mengalir pada kawat kumparan terjadi karena adanya pengaruh dari medan magnet permanen.[3]
Batas ukur
suntingGalvanometer hanya digunakan untuk pengukuran arus listrik dengan nilai yang kecil dan tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar. Komponen-komponen di dalam galvanometer tidak mendukung pengukuran listrik dalam jumlah besar. Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang besar jika pada galvanometer dipasangi hambatan listrik eksternal. Pada voltmeter disebut hambatan depan, sedangkan pada ampermeter disebut hambatan pengali.[butuh rujukan]
Jenis
suntingGalvanometer balistik
suntingGalvanometer balistik memiliki jarum penunjuk yang bergerak sangat lamban dibandingkan dengan perubahan kuat arus listrik yang menggerakkan jarumnya. Keberadaan arus listrik dilakukan dengan menghubungkan kawat konduktor yang dililitkan pada terminal galvanometer. Percobaan dapat dilakukan dengan memanfaatkan batang magnet permanen yang terbuat dari besi.[5] Kegunaan utama dari galvanometer balistik adalah untuk mengukur jumlah muatan listrik yang melalui sebuah penghantar listrik. Jarum galvanometer balistik dapat menyimpang meski periode getaran dari arus listrik lebih kecil dibandingkan dengan periode getaran pada kumparan. Jumlah arus listrik yang mengalir sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dipindahkan melalui kawat konduktor. Prinsip kerja dari galvanometer balistik mempunyai kecepatan sudut maksimum, tetapi memiliki simpangan atau gangguan yang sangat kecil dari keadaan kesetimbangan. Keadaan setimbang akan terpengaruh meski tidak ada gangguan gaya dari luar galvanometer. Penyimpangan jarum galvanometer balistik menghasilkan getaran dengan harga amplitudo tertentu .[6]
Galvanometer kawat
suntingGalvanometer kawat memiliki seutas kawat yang diletakkan di antara kutub magnet permanen atau elektromagnet yang terbuat dari lapisan platina. Ketebalan lapisan platina hanya mencapai beberapa mikrometer. Penempatan kawat serenjang terhadap medan magnet. Kawat akan mengalami kelengkungan tertentu terhadap medan magnet saat terjadi pengaliran arus listrik. Sudut penyimpangan dari kelengkungan dapat diamati dengan menggunakan mikroskop. Kegunaan utama dari galvanometer kawat ialah untuk mengukur nilai arus listrik yang sangat kecil. Galvanometer kawat umumnya digunakan pada peralatan elektroradiografi.[7]
Kegunaan
suntingPercobaan hukum induksi Faraday
suntingPada percobaan hukum induksi Faraday, galvanometer digunakan untuk mengetahui keberadaan arus listrik di dalam rangkaian listrik. Perbedaan tegangan di antara dua titik tegangan pada suatu rangkaian listrik akan menyebabkan terjadinya perpindahan muatan listrik. Perbedaan tegangan ini menimbulkan gaya gerak listrik Induksi dan menghasilkan arus induksi. Penentuan arah arus induksi ditetapkan dengan mengacu pada hukum Lenz yang menyatakan bahwa arah arus induksi menghasilkan medan magnet yang berlawanan dengan perubahan garis gaya yang menimbulkannya. Arah arus induksi mengikuti kaidah tangan kanan yaitu searah putaran jarum jam.[8]
Pembuktian elektromagnetisme
suntingPembuktian bahwa arus listrik dapat dihasilkan melalui medan magnet dilakukan oleh Michael Faraday dan Joseph Henry setelah Hans Christian Ørsted menemukan bahwa arus listrik dapat menimbulkan medan magnet. Hasil percobaan menunjukkan bahwa arus listrik hanya dapat timbul pada kumparan dengan magnet yang bergerak atau selalu berubah terhadap waktu. Hasil ini diperoleh melalui penggunaan galvanometer yang menunjukkan keberadaan arus listrik. Jarum penunjuk pada galvanometer bergerak ketika magnet batang digerakkan dalam kumparan. Di dalam kumparan dimasukkan sebuah batang magnet U-S. Jarum galvanometer menyimpang dari kedudukan setimbang selama batang magnet U-S bergerak. Sebaliknya, jarum galvanometer kembali ke kedudukan setimbang bila magnet U-S berhenti bergerak. Arah penyimpangan yang berlawanan terjadi pada jarum penunjuk galvanometer saat magnet U-S didekatkan dan dijauhkan dari kumparan.[9]
Pembuktian medan listrik arus bolak-balik
suntingDistribusi periodik dari sebuah medan listrik dengan arus bolak-balik dapat dibukrikan melalui sebuah antena yang dihubungkan dengan sebuah galvanometer dan sebuah penyearah. Antena berbentuk kawat lurus yang terpisah. Galvanometer dihubungkan di antara dua buah kawat yang yang telah diputuskan. Pada arah serenjang, tidak terdapat arus yang melalui antena karena tidak terjadi gerak simpangan pada galvanometer. Tidak adanya arus listrik pada antena merupakan akibat dari pengiriman sinyal dalam bentuk gelombang transversal dan terjadinya polarisasi di antara dua kawat antena.[10]
Pembuktian gelombang diam listrik
suntingPembuktian keberadaan gelombang stasioner listrik di dalam kawat Lecher dilakukan dengan menggunakan galvanometer yang dihubungkan dengan penyearah gelombang dan kumparan kecil. Dua buah kawat Lecher ditempatkan secara paralel di dalam medan gelombang. Setelah itu, medan gelombang dipancarkan oleh sumber frekuensi tinggi sehingga kawat akan bergetar akibat adanya tanggapan secara kelistrikan. Kumparan kecil diletakkan di atas kawat Lecher tersebut ditempatkan dengan posisi yang dapat bergerak di sepanjang kawat. Penyimpangan jarum penunjuk galvanometer menunjukkan adanya arus listrik yang mengalir dengan frekuensl tinggi di dalam kawat. Kesimpulan bahwa frekuensi yang melalui kawat sangat tinggi diperoleh melalui pengamatan pergerakan jarum penunjuk yang selalu menyimpang ke kiri dan ke kanan hingga mencapai harga maksimum. Penyebarab arus listrik ini menunjukkan adanya periodisitas yang sama seperti gerak udara di dalam pipa Kundt yang dilalui oleh gelombang suara.[11]
Komponen amperemeter
suntingAmperemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik.[12] Di dalam amperemeter terdapat galvanometer yang terpasang di antara medan magnet dan kumpuran yang dilalui arus listrik. Galvanometer di dalam amperemeter bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz. Galvanometer digunakan pada pengukuruan kuat arus listrik dengan jenis arus searah pada nilai pengukuran yang sangat kecil. Skala pengukuran yang sangat kecil membuat jarum penunjuk pada galvanometer dapat bergerak dengan penyimpangan yang besar seiring peningkatan jumlah arus listrik yang mengalir melewatinya. Pemasangan galvanometer di dalam amperemeter dalam bentuk rangkaian paralel dan disatukan dengan resistor yang memiliki hambatan rendah. Kegunaan galvanometer di dalam amperemeter adalah untuk memperbesar batas ukur Amperemeter.[13]
Komponen ohmmeter
suntingOhmmeter merupakan alat ukur kelistrikan yang khusus digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Satuan pengukuran dari ohmmeter adalah Ohm dan diberi simbol Ω.[14] Di dalam ohmmeter terdapat galvanometer yang digunakan untuk mengukur arus listrik yang melewati suatu hambatan listrik. Kalibrasi dari galvanometer dilakukan dalam satuan Ohm. Ohmmeter juga memiliki baterai kecil yang digunakan sebagai hambatan listrik.[15]
Isyarat pada pengumpul ion
suntingDi dalam pengumpul ion, galvanometer bekerja sebagai pencatat isyarat. Pengumpul ion berbentuk sangkar Faraday dengan satu celah atau lebih sehingga ion-ion akan mengalami benturan secara serenjang dan isyarat benturannya akan diperkuat. Jarum penunjuk pada galvanometer akan menyimpang jika ada ion yang menabrak pengumpul. Isyarat kemudian dikirimkan ke lembaran kertas yang peka terhadap sinar ultraungu.[16]
Referensi
sunting- ^ Elshabrina (2016). Buku Pintar Tokoh Penemu Paling Hebat di Dunia (PDF). Yogyakarta: Cemerlang Publishing. hlm. 74. ISBN 978-602-7624-49-8. [pranala nonaktif permanen]
- ^ Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas (2011). Panduan Teknis Perawatan Peralatan Laboratorium Fisika. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas, Direktorat Jenderal Pendidikan Menengah, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. hlm. 22. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2021-11-13. Diakses tanggal 2021-01-25.
- ^ a b Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 49.
- ^ Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 135-136.
- ^ Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 121.
- ^ Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 136.
- ^ Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 134.
- ^ Siswanto, Susantini, dan Jatmiko 2018, hlm. 61.
- ^ Siswanto, Susantini, dan Jatmiko 2018, hlm. 60.
- ^ Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 207.
- ^ Gertshen, Kneser dan Vogel 1996, hlm. 219.
- ^ Abdullah, Mikrajuddin (2017). Fisika Dasar II (PDF). Bandung: Institut Teknologi Bandung. hlm. 260. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2023-04-10. Diakses tanggal 2021-01-25.
- ^ Ponto 2018, hlm. 140.
- ^ Ponto 2018, hlm. 142.
- ^ Safitri, N., Suryati, dan Rachmawati (2017). Analisis Rangkaian Listrik: Teori Dasar, Penyelesaian Soal dan Soal-Soal Latihan (PDF). Lhokseumawe: Penerbit Politeknik Negeri Lhokseumawe. hlm. 138. ISBN 978-602-17282-5-3.
- ^ Suhartati, Tati (2017). Dasar-Dasar Spektrofotometri UV-VIS dan Spektrometri Massa untuk Penentuan Struktur Senyawa Organik. Bandar Lampung: AURA. hlm. 49. ISBN 978-602-6565-39-6. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2021-01-30. Diakses tanggal 2021-01-25.
Daftar pustaka
sunting- Gertshen, C., Kneser, H.O., dan Vogel, H. (1996). Fisika: Listrik Magnet dan Optik (PDF). Jakarta: Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa. ISBN 979-459-693-0. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2023-04-10. Diakses tanggal 2021-01-25.
- Ponto, Hantje (2018). Dasar Teknik Listrik (PDF). Sleman: Deepublish. ISBN 978-623-7022-93-0. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2021-01-29. Diakses tanggal 2021-01-25.
- Siswanto, J., Susantini, E., dan Jatmiko, B. (2018). Fisika Dasar, Seri: Listrik Arus Searah dan Kemagnetan (PDF). Semarang: UPGRIS Press. ISBN 978-602-5784-14-9. Diarsipkan (PDF) dari versi asli tanggal 2022-10-31. Diakses tanggal 2021-01-25.