YOU ARE DOWNLOADING DOCUMENT

Please tick the box to continue:

Transcript
Page 1: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

DASAR PENGUKURAN LISTRIK

Page 3: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Mahasiswa mampu:

▪ Menjelaskan dengan benar mengenai sensor mekanik.

▪ Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip sensor perpindahan potensiometer.

▪ Menjelaskan mengenai hubungan perpindahan posisi, perubahan resistansi dan tegangan

(potensiometer).

▪ Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip sensor perpindahan kapasitansi.

▪ Menjelaskan mengenai hubungan kapasitansi terhadap jarak dan luas plat (kapasitansi).

▪ Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip sensor perpindahan induktansi.

Teori Contoh SimpulanObjektif

Tujuan Pembelajaran

Dasar Pengukuran Listrik

Page 4: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Contoh SimpulanTeori

Sensor Perpindahan Potensiometer

Dasar Pengukuran Listrik

Mengubah gerakan linier ke dalam suatu resistansi variabel yang bisa diubah langsung ke

sinyal tegangan dan/atau arus.

Wiper

Motion

Page 5: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Potensiometer

Dasar Pengukuran Listrik

1) Sensor perpindahan potensiometer dapat bergerak dari 0 ke 10 cm. Resistansi

berubah secara linear dari 0-1 k𝞨. Desain rangkaian pengukuran jika ingin

mengukur rentang tegangan 0-10 V.

Jawab:

Page 6: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Potensiometer

Dasar Pengukuran Listrik

1) Mencari 𝑅2

𝑅2

500+𝑅2. 15 = 10

15𝑅2= 5000 + 10 𝑅2

5 𝑅2 = 5000 𝑅2= 1k𝞨

2) Mencari 𝑉𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑜𝑢𝑡 =−𝑅𝐷1𝑘𝞨

. −10 = 0.01 𝑅𝐷

𝑉𝑜𝑢𝑡 = 0.01 𝑅𝐷 = 0.01 x 100 = 1 V

0 – 10 cm

0 - 1 k𝞨

1cm = 1 k𝞨/10 cm = 100𝞨/cm

Page 7: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Potensiometer

Dasar Pengukuran Listrik

2) Sensor perpindahan potensiometer dapat bergerak dari 0 ke 50 cm. Desain

rangkaian pengukuran jika ingin mengukur rentang tegangan 0-5 V. Jika terukur

17.4 cm, berapa tegangan outputnya? Jika resistor potensiometer berubah dari

0-10 k𝞨.

Jawab:

Page 8: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Potensiometer

Dasar Pengukuran Listrik

1) Mencari 𝑅2

𝑅2

500+𝑅2. 15 = 5

15𝑅2= 2500 + 5 𝑅2

10 𝑅2 = 2500𝞨 𝑅2= 2.5k𝞨

2) Mencari 𝑉𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑜𝑢𝑡 =−𝑅𝐷10𝑘𝞨

. −5 = 0.0005 𝑅𝐷

𝑉𝑜𝑢𝑡 = 0.0005 x 3480 = 1.74 V

0 – 50 cm

0 - 10 k𝞨

1cm = 10 k𝞨/50 cm = 200𝞨/cm x 17.4 cm = 3480𝞨

10k𝞨

5V

Page 9: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Contoh SimpulanTeori

Sensor Perpindahan Kapasitansi

Dasar Pengukuran Listrik

Mengubah perubahan kapasitansi menjadi sinyal arus atau tegangan.

𝐶 = 𝐾𝜀0𝐴

𝑑

dengan:

K : konstanta dielektrik

𝜀0 : permitivitas

A : luas penampang plat

d : jarak antar plat/ tebal plat

Rumus Kapasitansi

Page 10: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Kapasitansi

Dasar Pengukuran Listrik

1) Sebuah plat seluas 2 cm terpisah jarak 1 mm – 3 mm. Jika konstanta dielektrik

adalah 1.5. Berapa perubahan kapasitansi?

Jawab:

𝐶 = 𝐾𝜀0𝐴

𝑑

𝐶 = 1.5 x 8.85pF/m 2𝑋10−2𝑚

3𝑥10−3𝑚

𝐶 = 88.5 𝑝𝐹/𝑚

𝐶 = 𝐾𝜀0𝐴

𝑑

𝐶 = 1.5 x 8.85pF/m 2𝑋10−2𝑚

1𝑥10−3𝑚

𝐶 = 265.5 𝑝𝐹/𝑚

Sehingga, perubahan kapasitansi: 177 pF/m

Page 11: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Kapasitansi

Dasar Pengukuran Listrik

2) Sebuah plat setebal 1 mm, konstanta dielektrik 0.7 pada plat seluas 1 𝑐𝑚2, jika plat bergeser keatas sejauh 0.5 m.

Berapakah nilai kapasitansi?

Jawab:

Diketahui: d = 1 mm = 1 𝑥 10−3𝑚 ; A = 1 𝑐𝑚2 = 1 𝑥 10−4𝑚2 ; k = 0.7

bergerak sejauh 0.5 m berarti setengah dari luas plat maka: setengah luas plat (0.5) x 1 𝑐𝑚2 = 0.5 x 10−4𝑚2

𝑪 = 𝑲𝜺𝟎𝑨

𝒅

𝐶 = 0.7 x 8.85pF/m 0.5 𝑥 10−4 𝑚

1𝑥10−3𝑚

𝐶 = 0.3 𝑝𝐹/𝑚

Page 12: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Kapasitansi

Dasar Pengukuran Listrik

3) Sensor perpindahan kapasitansi didesain untuk memonitor perpindahan posisi

dengan ketebalan 1 mm, konstanta dielektrik 2.5. Jika radius 2.5 cm, tentukan

kapasitansi pF/m dengan range kapasitansi h dari 1 ke 2 cm.

Jawab:

𝐶 = 𝐾𝜀0𝐴

𝑑

A = 2𝜋𝑟ℎ

Page 13: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Kapasitansi

Dasar Pengukuran Listrik

Mencari perubahan 𝐶 terhadap ℎ

𝑑𝐶

𝑑ℎ= 2𝜋𝐾𝜀0

𝑟

𝑑

𝑑𝐶

𝑑ℎ= 2𝜋(2.5)(8.85 𝑝𝐹.𝑚)

2.5 𝑥 10−2𝑚

10−3𝑚= 3475 pF/m

Sehingga range kapasitansi:

𝐶𝑚𝑖𝑛 = 3475𝑝𝐹

𝑚𝑥 10−2𝑚 = 34.75 𝑝𝐹

𝐶𝑚𝑎𝑥 = 3475𝑝𝐹

𝑚𝑥 2 𝑥10−2𝑚 = 69.50 𝑝𝐹

Page 14: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Contoh SimpulanTeori

Sensor Perpindahan Induktansi

Jika sebuah inti (core) permeable dimasukkan ke dalam suatu induktor, maka induktansi

terkait akan naik.

Tiap posisi baru dari inti menghasilkan induktansi yang berbeda.

Gabungan antara induktor dan movable core tersebut dapat digunakan sebagai sensor

perpindahan.

Page 15: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Objektif Teori SimpulanContoh

Induktansi

Dasar Pengukuran Listrik

1. Sebuah LVDT dipasang pada sebuah mesin industri, dicatu dengan tegangan

sebesar 12 V. Perubahan posisi dari posisi awal keposisi akhir adalah 1cm.

Berapakah tegangan outputnya, jika nilai konstanta adalah 4?

Jawab:

Diketahui : 𝑉𝑖𝑛 = 12 V ; k = 4 ; x = 1 cm

𝑉0 = 𝑉𝑖𝑛. 𝑘. 𝑥

Sehingga : 𝑉0 = 12 𝑥 4 𝑥 1 = 48 𝑉

Page 16: DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/wp-content/uploads/2017/08/DPL.6a-Sistem... · Objektif Teori Contoh Simpulan Kapasitansi Dasar Pengukuran

Related Documents