topik4alatukurdankelengkapanujian

� PENGENALAN

Alat ukur elektrik seperti meter volt, arus dan ohm diperlukan untuk menyukat kuantiti elektrik. Meter ini terbahagi kepada dua jenis, analog dan digital. Meter analog mempunyai skala dan penunjuk pada panelnya. Gabungan meter volt, arus dan Ohm dinamakan meter pelbagai. Rajah 4.1 menunjukkan meter volt jenis analog.

TTooppiikk

44 � Alat�Ukur�dan�

KelengkapanUjian

HASIL PEMBELAJARAN Di akhir topik ini, anda seharusnya dapat:

1. Menyatakan kegunaan meter volt, arus (A) dan Ohm;

2. Melukis penyambungan meter volt, arus (A) dan Ohm;

3. Menerangkan fungsi-fungsi kawalan pada osiloskop;

4. Mengira nilai amplitud dan nilai tempoh gelombang sinus;

5. Menyenaraikan ciri-ciri keselamatan osiloskop; dan

6. Menyenaraikan jenis-jenis kelengkapan pengujian elektrik.

TOPIK 4 ALAT UKUR DAN KELENGKAPAN UJIAN � 65

Rajah 4.1: Contoh meter volt analog

Meter analog menggunakan gelung-bergerak (moving-coil) untuk menggerakkan penunjuknya. Pergerakan penunjuknya disebabkan oleh kesan tindakbalas dari elektromagnet dan magnet kekal pada meter tersebut. Rajah 4.2 menunjukkan sebuah meter volt jenis digital. Meter jenis ini mempunyai ketepatan yang tinggi. Pengguna boleh memperolehi hasil paparannya dengan melihat pada paparan LCD meter tersebut.

Rajah 4.2: Contoh meter volt digital

METER VOLT

Meter volt digunakan untuk menyukat nilai voltan dalam litar. Meter volt perlu disambungkan secara selari dengan beban penguji. Binaan meter volt adalah dari meter arus yang ditambah dengan sebuah perintang pendarab (multiplier). Nilai perintang pendarab adalah tinggi nilainya (beberapa Kilo ohm hingga ke Mega ohm). Tujuan perintang pendarab ini adalah untuk susutkan voltan lebihan yang akan wujud pada gelung-bergerak (moving-coil) meter semasa membuat sukatan voltan. Simbol meter volt adalah seperti di Rajah 4.3.

Rajah 4.3: Simbol meter volt

4.1

� TOPIK 4 ALAT UKUR DAN KELENGKAPAN UJIAN 66

Rajah 4.4 pula menunjukkan sebuah meter volt AT jenis analog.

Rajah 4.4: Meter volt AT (Analog)

Sumbangan: www.torontosurplus.com/tesBland_tes48.htm

4.1.1 Binaan Asas Meter Volt

Binaan asas sebuah meter volt adalah seperti di Rajah 4.5. Perintang pendarab digunakan untuk susutkan voltan lebihan daripada terminal penguji. Penyambungan perintang pendarab adalah sesiri dengan gelung-bergerak meter arus.

Rajah 4.5: Binaan asas meter volt


4.1.2 Cara Penyambungan Meter Volt

Meter volt hendaklah disambung secara selari dengan litar penguji, beban atau komponen. Cara penyambungan meter volt adalah seperti di Rajah 4.6. Sebagai langkah keselamatan, meter volt hendaklah disambungkan dengan kekutuban yang betul. Jika penyambungan penguji terbalik, ini akan menyebabkan gelung-bergerak dipesongkan terbalik dan akan membengkokkan jarum penunjuk. Selain daripada itu, biasakan bermula dengan julat volt yang paling tinggi sebelum membuat pengujian volt pada litar. Langkah ini adalah untuk mengelak penunjuk daripada terlebih pesong. Jika penunjuk terpesong lebih daripada hadnya, penunjuk juga akan bengkok.

Rajah 4.6: Penyambungan Meter Volt

METER ARUS

Kegunaan meter arus adalah untuk menyukat kuantiti arus yang mengalir dalam litar. Meter arus juga menggunakan penunjuk yang digerakkan oleh gelung-bergerak. Apabila elektromagnet bertindakbalas dengan magnet tetap pada meter arus maka jarum penunjuk akan digerakkan ke kanan. Simbol meter arus adalah seperti di Rajah 4.7.

4.2

AKTIVITI 4.1

1. Terangkan fungsi perintang pendarab yang terdapat pada meter volt.

2. Mengapa semasa membuat pengujian, kekutuban meter volt tidak boleh disongsangkan? Bincang.


Rajah 4.7: Simbol meter arus

Rajah 4.8 menunjukkan sebuah meter Ampiar jenis analog.

Rajah 4.8: Meter arus DC

4.2.1 Binaan Asas Meter Arus

Meter arus pada binaan asalnya hanya boleh membenarkan arus yang rendah sahaja mengalir melaluinya, biasanya dalam nilai uA. Penambahan perintang pirau (shunt) pada meter arus boleh meningkatkan julat pengukuran nilai arus elektrik pada meter tersebut. Kegunaan perintang pirau adalah untuk mengalirkan arus lebihan supaya tidak mengalir ke gelung-bergerak meter. Binaan asas meter arus adalah seperti di Rajah 4.9.

Rajah 4.9: Binaan asas meter arus


4.2.2 Penyambungan Meter Arus

Meter arus hendaklah disambung sesiri dengan beban yang diukur. Kekutuban penyambungan perlulah betul. Kesilapan penyambungan kekutuban boleh menyebabkan penunjuk terpesong terbalik dan akan merosakkan jarum penunjuk meter arus. Selain daripada itu, kita hendaklah mulakan dengan julat yang paling besar semasa membuat pengujian arus. Perlu diingat gelung-bergerak meter arus adalah dibenang daripada lilitan wayar yang halus. Jika arus yang tinggi mengalir melalui gelung tersebut maka ia akan merosakkannya. Kerosakan yang biasa berlaku ialah perintang pirau terbuka (open) dan gelung-bergerak meter terbakar. Cara penyambungan meter arus adalah seperti di Rajah 4.10.

Rajah 4.10: Sambungan meter arus

METER OHM

Meter ohm digunakan untuk mengukur nilai rintangan atau kealiran sesuatu pengalir. Biasanya meter ohm digabungkan dengan meter volt dan meter arus yang dipanggil meter pelbagai. Tetapi terdapat juga meter ohm yang tersendiri. Meter ohm mempunyai bateri dalaman bertujuan untuk membekalkan bekalan voltan semasa membuat pengukuran. Biasanya nilai bateri ini adalah 1.5V dan 9V bagi meter pelbagai.

4.3

AKTIVITI 4.2

1. Mengapa meter arus memerlukan perintang pirau?

2. Terangkan apakah kesannya jika arus yang lebih mengalir masuk ke meter arus.


Simbol meter Ohm adalah seperti di Rajah 4.11.

Rajah 4.11: Simbol meter Ohm

4.3.1 Binaan Asas Meter Ohm

Meter ohm juga menggunakan meter arus yang disambungkan sesiri dengan sebuah perintang dan perintang berubah. Perintang berubah digunakan untuk melaras penunjuk meter ke kedudukan 0 apabila pengujinya dipintaskan. Langkah ini penting kerana pengguna dapat perolehi bacaan yang lebih tepat semasa membuat pengukuran. Skala yang terdapat pada meter adalah songsang dengan skala meter volt dan arus. Di mana kedudukan 0 bagi meter ohm adalah di sebelah kanan meter manakala kedudukan 0 meter volt dan arus adalah di sebelah kiri. Sila rujuk Rajah 4.12.

Rajah 4.12: Binaan asas meter Ohm


Binaan asas meter Ohm adalah seperti di Rajah 4.13.

Rajah 4.13: Skala meter Ohm

4.3.2 Cara Pengunaan Meter Ohm

Langkah-langkah menggunakan meter Ohm untuk menguji perintang adalah seperti berikut:

(a) Laras kepada julat yang dikehendaki pada meter ohm.

(b) Pintaskan kedua-dua penguji meter ohm.

(c) Laraskan pelaras ohm supaya penunjuknya menunjukkan 0 di sebelah kanan.

(d) Sentuhkan penguji pada perintang yang ingin diuji. Pastikan jari tidak tersentuh pada kedua-dua terminal komponen tersebut.

(e) Baca nilai yang ditunjukkan pada jarum penunjuk dan darab dengan julat yang dipilih.

AKTIVITI 4.3

1. Mengapa kita perlu membuat pelarasan ohm setiap kali sebelum membuat pengujian perintang?

2. Mengapa meter Ohm memerlukan bateri dalaman semasa membuat pengujian perintang atau pengalir?


OSILOSKOP

Osiloskop merupakan alat penguji elektronik yang boleh memaparkan isyarat voltan ulang-alik atau arus terus pada skrin. Terdapat dua jenis osiloskop, analog dan digital. Osiloskop menggunakan dua paksi iaitu paksi x mewakili masa dan paksi y mewakili voltan (amplitud). Osiloskop boleh memaparkan bentuk gelombang seperti gelombang sinus, gelombang gerigi, gelombang segi empat dan lain-lain bentuk gelombang. Selain daripada melihat isyarat ulang-alik, osiloskop juga boleh digunakan untuk menyukat nilai voltan arus terus.

4.4.1 Cara Mengendalikan Osiloskop

Rajah 4.14 menunjukkan sebuah osiloskop jenis analog.

Rajah 4.14: Osiloskop

Osiloskop mempunyai banyak tombol kawalan. Sebelum menggunakan osiloskop kita harus memahami fungsi setiap tombol utama yang ada padanya. Jadual 4.1 menunjukkan fungsi kawalan asas yang terdapat pada sebuah osiloskop.

4.4


Jadual 4.1: Fungsi Asas Osiloskop

Bil Bahagian Fungsi

1 Suis on/off Untuk menghidupkan atau menutup osiloskop.

2 Layar osiloskop Ruang paparan keluaran osiloskop.

3 Graticule Gird segiempat tepat yang terdapat pada skrin osiloskop untuk rujukan membaca nilai bentuk gelombang dan sebagainya.

4 Kawalan keamatan Untuk melaras kecerahan garisan sureh (trace).

5 Kawalan fokus Untuk melaras ketajaman garisan sureh.

6 Kawalan pemboleh ubah volt/div

Untuk mengubah julat voltan masukan.

7 Kawalan pemboleh ubah time/div

Untuk mengubah julat masa surehan pada skrin osiloskop.

8 Terminal masukan Terminal untuk penyambungan prob (probe) penguji. Biasanya osiloskop mempunyai dua terminal masukan iaitu Channel A dan Channel B.

9 Kawalan Paksi X Mengawal pergerakan garisan sureh bergerak ke kiri atau ke kanan.

10 Kawalan Paksi Y Mengawal pergerakan garisan sureh bergerak ke atas atau ke bawah.

Masukan osiloskop adalah melalui prob (probe) penguji. Prob penguji boleh dipasang di terminal masukan osiloskop sama ada pada saluran (channel) A atau B. Contoh prob adalah seperti di Rajah 4.15.

Rajah 4.15: Prob untuk osiloskop Sumber: www.allproducts.com


4.4.2 Cara Membaca Osiloskop

Rajah 4.12 merupakan contoh bentuk gelombang sinus yang di paparan pada skrin osiloskop. Gelombang masukan adalah melalui saluran A. Bagi menentukan nilai voltan dan frekuensi gelombang tersebut, kita perlu membuat sedikit pengiraan. Contoh: Pelarasan pada osiloskop adalah seperti berikut:

(a) Kawalan pemboleh ubah volt/cm saluran A adalah pada 1V.

(b) Kawalan pemboleh ubah time/cm pada 10 uS. (i) LLangkah 1 Kedudukan penglihatan mata perlu secara selari (parallax) ke arah

bentuk gelombang yang dipaparkan pada skrin osiloskop. Cara ini penglihatan ini adalah untuk mengelakkan kita daripada memperolehi bacaan yang tidak tepat.

Rajah 4.16: Contoh gelombang sinus

Sumber: www.ibiblio.org


(ii) LLangkah 2 Kira bilangan bahagian pada paksi Y, iaitu:

4 bahagian 1 volt/cm = 4 Vp-p� Maka kita dapati paparan pada skrin osiloskop ialah 4 Vp-p. (iii) LLangkah 3 Bahagian untuk 1 kitar pada paksi X, iaitu:

4 bahagian 10uS = 40us� Oleh itu, frekuensi gelombang sinus bersamaan:

F = 1 / T = 1 / 10 uS = 100Khz

4.4.3 Ciri-ciri Keselamatan

Ada beberapa perkara yang perlu dipatuhi untuk menjamin keselamatan osiloskop. Iaitu:

(a) Jangan biarkan garisan sureh dalam keadaan kecerahan tinggi yang lama pada skrin. Ini boleh menyebabkan paparan skrin terbakar dan meninggalkan kesan terbakar pada skrin.

(b) Sentiasa menjaga peredaran udara yang baik semasa menggunakan osiloskop.

(c) Jangan sekali-kali menguji voltan masukan yang terlalu tinggi yang dibenarkan oleh osiloskop.

(d) Hanya sambungkan sambungan bumi pada titik bumi atau titik sepunya pengasing pada alat yang hendak diuji.

(e) Jauhi osiloskop daripada:

(i) Terdedah terus kepada matahari;

(ii) Terdedah pada suhu tinggi atau kelembapan tinggi;

(iii) Tempat gegaran yang kuat; dan

(iv) Terdedah kepada kebisingan dan tempat medan magnet yang kuat.

AKTIVITI 4.4

Rujuk Rajah 4.16. Jika kawalan pemboleh ubah volt/cm pada kedudukan 0.5 dan pemboleh ubah time/cm pada kedudukan 5 mS. Kira hasil paparan gelombang sinus pada osiloskop tersebut.


KELENGKAPAN PENGUJIAN

Ujian perlu dijalankan ke atas pemasangan pendawaian yang telah siap sebelum ia disambungkan ke bekalan. Tujuan pengujian ini adalah untuk memastikan pemasangan yang dibuat itu betul-betul selamat digunakan oleh pengguna. Untuk menjalankan ujian ini, kita perlukan beberapa kelengkapan seperti Penguji Megger dan Penguji RCCB.

4.5.1 Pengujian Penebatan Megger

Penguji Megger merupakan sebuah alat penguji rintangan penebatan. Perkataan „Megger‰ berasal daripada „megaohm meter‰ yang disingkatkan. Penguji Megger mengeluarkan voltan setinggi 500V untuk membuat pengujian pada punca ujiannya. Tujuan pengujian penebatan adalah untuk mengetahui samada litar itu dalam keadaaan pintas atau bocor. Terdapat dua jenis ujian penebatan, iaitu:

(a) Penebatan di antara pengalir berbumi dengan pengalir-pengalir yang tidak berbumi.

(b) Penebatan di antara pengalir fasa dengan pengalir neutral atau di antara pengalir fasa merah, biru dan kuning.

Bacaan hasil kedua-dua ujian ini mestilah tidak kurang daripada 1 megaohm. Jika bacaannya kurang daripada 1 megaohm ini bermakna pemasangan kabel tersebut telah mengalami masalah atau kerosakan. Contoh Meter Megger adalah seperti di Rajah 4.17.

Rajah 4.17: Megger Meter

Sumber: en.wikipedia.org/wiki/File:MIT520_by_Megger.jpg

4.5


4.5.2 Megger Bumi

Bagi menjalankan ujian rintangan bumi atau ujian rintangan elektrod bumi, kita perlukan sebuah alat khas. Kelengkapan ujian seperti Megger boleh digunakan. Megger boleh digunakan untuk menguji keterusan elektrod bumi yang telah dipasang atau apabila pemasangan itu gagal memperolehi nilai galangan gelung bumi yang dikehendaki. Sekarang terdapat megger bumi digital. Kelengkapan ini lebih mudah digunakan berbanding dengan jenis megger penjana. Contoh megger bumi digital adalah seperti di Rajah 4.18.

Rajah 4.18: Contoh Megger Bumi

Sumbangan: www.testersandtools.com/Megger-3-Pole-Earth-Resistance-Tester.php

AKTIVITI 4.5

Senaraikan dua jenis ujian penebatan yang perlu dijalankan ke atas pemasangan pendawaian yang telah siap.

AKTIVITI 4.6

Mengapa ujian rintangan bumi perlu dijalankan ke atas pemasangan pendawaian?


4.5.3 Penguji Residual Current Circuit Breaker (RCCB)

Penguji RCCB digunakan untuk menguji kefungsian RCCB. Tujuan RCCB adalah untuk memutuskan litar jika berlakunya arus bocor ke bumi. Jika RCCB tidak berfungsi, ini akan membahayakan penggunanya. Dalam kegunaan domestik RCCB akan berfungsi apabila arus bocor melebihi 30mA. Contoh penguji RCCB adalah seperti di Rajah 4.19.

Rajah 4.19: Penguji RCCB

Sumber: en.wikipedia.org/wiki/File:MIT520_by_Megger.jpg

� Meter volt perlu disambungkan secara selari dengan litar yang diuji.

� Kekutuban penguji bagi semua meter adalah penting. Kesilapan kekutuban mungkin boleh merosakan meter.

� Meter ohm memerlukan bateri dalaman untuk berfungsi.

� Osiloskop boleh menguji voltan ulang-alik dan voltan terus.

� Kecerahan garisan sureh pada skrin osiloskop tidak boleh terlalu terang kerana boleh merosakkan skrin tersebut.

� Ujian penebatan ke atas pendawaian yang telah siap adalah penting kerana untuk memastikan pendawaian tersebut betul-betul selamat digunakan.


Analog

Digital

Graticule

Meter arus

Meter ohm

Meter volt

Perintang pendarab

Perintang pirau

Abd. Samad b Hj Hanif, Mohd Nazi b Hj Mustafa. (1989). Teknologi elektrik.

Kuala Lumpur: Pustaka Sistem Pelajaran Sdn. Bhd. Bab 19: Ujian Pemasangan Asas. Grob, B. (1984). Basic electronics. Singapore: McGraw-Hill Book Company. Bab 8: Direct-Current Meters.

topik4alatukurdankelengkapanujian

Documents