Pengukur DC

Arus adalah laju aliran muatan listrik. Jika muatan listrik ini mengalir hanya dalam satu arah, maka arus resultan disebut Arus Searah (DC). Instrumen yang digunakan untuk mengukur Arus Searah disebutDC ammeter.

Jika kita menempatkan resistor secara paralel dengan galvanometer Permanent Magnet Moving Coil (PMMC), maka seluruh kombinasi tersebut bertindak sebagai amperemeter DC. Resistansi paralel, yang digunakan dalam ammeter DC juga disebut resistansi shunt atau sederhananya,shunt. Nilai resistansi ini harus dianggap kecil untuk mengukur arus DC dengan nilai besar.

Itu circuit diagram Ammeter DC ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Kita harus menempatkan ini DC ammetersecara seri dengan cabang rangkaian listrik, di mana arus DC akan diukur. Tegangan di seluruh elemen, yang dihubungkan secara paralel adalah sama. Jadi tegangan pada resistor shunt $ R_ {sh} $ dan tegangan pada tahanan galvanometer $ R_ {m} $ sama, karena kedua elemen tersebut dihubungkan secara paralel pada rangkaian di atas.Mathematically, dapat ditulis sebagai

$$ I_ {sh} R_ {sh} = I_ {m} R_ {m} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {sh}} $ (Persamaan 1)

Itu KCL equation di node 1 adalah

$$ - I + I_ {sh} + I_ {m} = 0 $$

$$ \ Rightarrow I_ {sh} = I-I_ {m} $$

Substitute nilai $ I_ {sh} $ dalam Persamaan 1.

$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I-I_ {m}} $ (Persamaan 2)

Ambil, $ I_ {m} $ sebagai umum dalam suku penyebut, yang ada di sisi kanan Persamaan 2

$$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} (\ frac {1} {I_ {m}} - 1)} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {\ frac {I} {I_ {m}} - 1} $ (Persamaan 3)

Dimana,

$ R_ {sh} $ adalah resistansi pintasan

$ R_ {m} $ adalah resistansi internal galvanometer

$ I $ adalah total Arus Searah yang akan diukur

$ I_ {m} $ adalah arus defleksi skala penuh

Rasio Arus Searah total yang akan diukur, $ I $ dan arus defleksi skala penuh dari galvanometer, $ I_ {m} $ dikenal sebagai multiplying factor, m. Secara matematis, ini dapat direpresentasikan sebagai

$ m = \ frac {I} {I_ {m}} $ (Persamaan 4)

$ R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {m-1} $ (Persamaan 5)

Kami dapat menemukan value of shunt resistance dengan menggunakan Persamaan 2 atau Persamaan 5 berdasarkan data yang tersedia.

Ammeter DC Multi Range

Pada bagian sebelumnya kita telah membahas tentang ammeter DC yang diperoleh dengan menempatkan resistor secara paralel dengan galvanometer PMMC. Ammeter DC ini dapat digunakan untuk mengukur aparticular range Arus Langsung.

Jika kita ingin menggunakan ammeter DC untuk mengukur Arus Langsung multiple ranges, maka kita harus menggunakan beberapa resistor paralel dan bukan resistor tunggal dan seluruh kombinasi resistor ini sejajar dengan galvanometer PMMC. Itucircuit diagram dari multi range DC ammeter ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Tempatkan ammeter DC multi range ini secara seri dengan cabang rangkaian listrik, di mana Arus Searah dari jangkauan yang diperlukan akan diukur. Kisaran arus yang diinginkan dipilih dengan menghubungkan sakelar, s ke resistor shunt masing-masing.

Misalkan, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {3} $ dan $ m_ {4} $ adalah multiplying factorsdari amperemeter DC ketika kita menganggap total Arus Langsung yang akan diukur masing-masing sebagai, $ I_ {1}, I_ {2}, I_ {3} $ dan $ I_ {4} $. Berikut adalah rumus-rumus yang berhubungan dengan setiap faktor pengali.

$$ m_ {1} = \ frac {I_ {1}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {2} = \ frac {I_ {2}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {3} = \ frac {I_ {3}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {4} = \ frac {I_ {4}} {I_ {m}} $$

Di sirkuit di atas, ada empat shunt resistors, $ R_ {sh1}, R_ {sh2}, R_ {sh2} $ dan $ R_ {sh4} $. Berikut adalah rumus-rumus yang sesuai dengan keempat resistor tersebut.

$$ R_ {sh1} = \ frac {R_ {m}} {m_ {1} -1} $$

$$ R_ {sh2} = \ frac {R_ {m}} {m_ {2} -1} $$

$$ R_ {sh3} = \ frac {R_ {m}} {m_ {3} -1} $$

$$ R_ {sh4} = \ frac {R_ {m}} {m_ {4} -1} $$

Rumus di atas akan membantu kita menemukan nilai resistansi dari setiap resistor shunt.