ALAT UKUR DAN ALAT UJI MULTIMETER

Meter digunakan bagi menyukat sesuatu kuantiti seperti arus, voltan, kuasa dan rintangan. Terdapat pelbagai jenis meter mengikut kegunaannya seperti ammeter, voltmeter dan ohmmeter.

Meter gegelung bergerak merupakan alat asas dalam binaan sesuatu meter. Alat ini berfungsi bagi menentuka bacaan sesuatu kuantiti sukatan pada skala.

Rajah 1. Meter alat penyukat Rajah 2. Meter gegelung bergerak

1. METER GEGELUNG BERGERAK

Meter gegelung bergerak terdiri daripada lilitan wayar halus pada gelendong yang disertaka dengan spring rerambut dan jarum penunjuk . Rangkaian ini ditempatkan di antara dua kekutuban magnet kekal ladam kuda. Ia diletakkan dalam meter.

1.1. Apabila arus terus dilakukan pada gegelung, medan magnet yang terhasil akan bertindak dengan medan magnet kekal. Daya tolakan medan magnet akan menolak gelendong beserta jarum penunjuk. Jarak penolakan jarum menunjukkan amaun arus yang melalui gegelung.

1.2. Di bahagian hujung jarum terdapat skala yang berlabel. Pergerakan jarum berkadar terus dengan nilai arus yang melalui gegelung. Pergerakan ini mebolahkan jarum menunjukkan bacaannya.

1.3. Spring rerambut berfungsi untuk membawa balik jarum penunjuk dan gelendong ke kedudukan asal setelah tiada aliran arus.

1.4. Meter gegelung bergerak ialah alat asas disamping komponen perintang bagi membina ammeter, voltmeter, wattmeter dan ohmmeter.

1.5. Nilai rM ialah rintangan dalam bagi wayar gegelung bergerak. Lazimnya nilai rintangan dalam , di antara 1.2 ohm hingga 2000 ohm digunakan untuk bacaan 30 mA hingga 50 μA.

2. Ammeter

Ammeter (meter ampere) digunakan untuk menyukat arus sekecil mikroampere hingga kepada yang lebih besar iaitu ampere.

2.1. Ammeter hendaklah disambungkan secara siri dengan komponen di dalam litar. Sambungan litar hendaklah dibuka bagi membolehkan sambungan ammeter.

2.2. Arus yang disukat mengalir melalui ammeter dan nilainya dibaca melalui pemesongan jarum penunjuk pada skala meter.

2.3. Ammeter arus terus hendaklah disambung dengan kekutuban yang betul bagi membolehkan jarum bergerak menunjukkan bacaannya. Jika salah sambungan , jarum akan bergerak terbalik.

Rajah 3. Kekutuban yang betul untuk ammeter arus terus.

2.4. Simbol ammeter :

2.5. Ammeter mempunyai rintangan dalam yang rendah bagi membolehkan bacaan yang tepat ditunjukkan. Rintangan dalam hendaklah jauh lebih rendah daripada rintangan litar yang disukat arusnya.

Binaan Ammeter

Satu perintang pirau disambung merentasi meter gegelung bergerak, berfungsi untuk memirau arus yang melalui gegelung bergerak. Sebahagian besar arus mengalir melalui perintang pirau ini. Dengan menambah bilangan perintang ini membolehkan bacaan arus untuk pelbagai julatnya.

Rajah 5 Meter pirau

A

1. Rajah 5 menunjukkan meter gegelung bergerak disambung selari dengan satu perintang pirau. Arus besar IT berpecah kepada dua cabang, 10 mA melalui gegelung dan 40 mA melalui perintang pirau.

2. Is atau arus pirau boleh dikira dengan menolak IT – IM.

3. Perintang pirau atau Rs boleh dikira secara Rs = V m / Is.

Rajah 6 Ammeter pelbagai julat.

4. Ammeter boleh dibuat dalam pelbagai julat. Dengan ini kita dapat membuat pilihan yang selamat bagi mengelakkan arus yang berlebihan melalui meter gegelung bergerak.

5. dengan adanya perintang pirau bersiri merentasi meter gegelung bergerak dapat menambah keupayaan julat seperti 2 mA, 10 mA dan 100 mA.

3. Voltmeter

Voltmeter digunakan untuk menyukat voltan dalam litar atau beza keupayaan yang merentasi dua tamatan.

3.1. Voltmeter hendaklah diambung secara selari dalam litar dan litar tidak perlu dibuka.

3.2. Voltan yang disukat oleh voltmeter ditunjukkan oleh penunjuk pada skala.

IM adalah arus meter

50 mA – 10 mA = 40 mA

VM adalah voltan digegelung iaitu VM X rM

VM = IM X rM

VM = 10 VM / IS = 0.08 / 40 mA = 2 ohm.

Rajah 7. Menyambung voltmeter dalam litar.

3.3. Apabila menggunakan voltmeter arus terus hendaklah pastikan kekutubannya. Sambungkan dawai penguji negatif meter kepada bahagian negatif beza keupayaan dan positif kepada bahagian positif.

Rajah 8. Memastikan kekutuban voltmeter arus terus dan simbol meter volt.

Binaan Voltmeter

Voltmeter mempunyai meter gegelung bergerak yang disambung dengan satu perintang bernilai tinggi secara siri. Nilai perintang siri ini jauh lebih tinggi daripada nilai rintangan gegelung supaya dapat meghadkan arus melalui gegelung.

Rajah 9. Binaan volemeter.

1. Perintang siri yang disambung dengan meter gegelung bergerak bagi membentuk voltmeter disebut perintang pendarab.

2. Arus 1 mA diperlukan pada meter gegelung bergerak bagi membolehkan pemesongan skala plenuh 10 volt.

3. Oleh itu perintang bernilai 10 000 ohm diperlukan sebagai pendarab. Rintangan gegelung sahaja sudah 50 ohm, maka bakinya 9950 ohm perintang pendarab disambung sesiri.

4. Contoh voltmeter yang diberi boleh menyukat 10 volt maksimum. Berikut ialah skala meter volt pesongan penuh 10 V. Jika skala voltmeter menyukat beza keupyaan 5 volt maka jarum akan menunjukkan bacaan pada skala 5V dengan sukatan arus 0.5 mA.

Rajah 10. Skala voltmeter

5. Mengira perintang pendarab melalui formula berikut:

6. Dengan menyambungkan beberapa perintang pendarab, pelbagai julat bagi skala pesogan penuh boleh didapati. Julat yang tinggi biasanya menggunakan perintang pendarab tinggi.

Rajah 11 Voltmeter dengan julat 10 atau 25 volt.

Skala penuh V

Skala penuh I

Contoh: 10V

1 mA

- rM

- 50 = 10 000 – 50 = 9950 ohm

7. Contoh bacaan skala mengikut suis julat.

Rajah 12 Pelbagai pilihan julat

8. Kepekaan voltmeter pada semua julat ditentukan oleh kadaran ohm setiap volt (RV), iaitu nilai ohm untuk pesongan setiap satu volt. Nila lazim adalah 20 000 ohm/volt untuk voltmeter yang menggunakan gegelung bergerak 50 μA. Kadaran ohm/volt yang lebih tinggi bagi voltmeter adalah lebih baik, kerana dapat memberi bacaan sukatan yang tepat.

9. Perintang pendarab tinggi disambung sesiri dengan meter gegelung bergerak untuk julat tinggi memberikan RV atau perintang voltmeter bernilai tinggi.

4. Ohmmeter

Ohmmeter (meter ohm) digunakan untuk menyukat nilai rintangan sesuatu bahan atau komponen elektronik seperti perintang, dawai, semikonduktor dan juga untuk menguji keterusan litar.

Ohmmeter disambung selari ketika menyukat atau menguji litar. Bekalan voltan di dalam litar hendaklah dimatikan ketika membuat pengujian dan lebih baik komponen yang diuji itu ditanggalkan daripada litar.

Suis julat Bacaan skala

1 V 10 V

5 V 50 V

25 V 250 V

Rajah 13 Menyambung ohmmeter ketika menguji kompoen.

4.1. Ohmmeter terdiri daripada perintang, meter gegelung bergerak dan bateri disambung sesiri. Ketika menguji litar dan menyukat rintangan, ohmmeter menggunakan bateri dalaman untuk pesongan meter gegelung bergerak.

Rajah 14 Binaan ohmmeter Rajah 15 Skala ohmmeter

4.2. Bacaan pada skala ohm menandakan nilai rintangan yang disukat. Skalanya tinggi disebelah kiri dan rendah di sebelah kanan seperti yang ditunjukkan pada Rajah 15.

4.3. Sebelum membuat sukatan atau setiap kali mengubah julat hendaklah membuat pelarasan sifar. Pintaskan dawai uji dan laraskan pelarasan sifar ohm supaya penunjuk tepat dikedudukan sifar pada skala. Dengan yang demikian bacaan yang tepat untuk semua julat diperolehi.

4.4. Berikut ditunjukkan litar ohmmeter. Ohmmeter yang baik menggunakan meter pirau yang merentasi meter gegelung bergerak. Dengan menukarkan nilai rintangan pemirau boleh menjadikan ohmmeter pelbagai julat. RS ialah rintangan meter pirau.

Rajah 16 Litar ohmmeter dengan meter pirau.

5. Multimeter

Multimeter merupakan satu meter yang boleh digunakan untuk pelbagai fungsi seperti ammeter untuk menyukat arus, ohmmeter untuk menyukat rintangan dan voltmeter untuk menyukat voltan.

Multimeter masa kini berbentuk meter digit, iaitu menggunakan paparan berdigit sebagai menggantikan jarum penunjuk. Bacaan meter mudah dibaca kerana paparan menunjukkan angka bacaan secara terus.

Rajah 17. (a) Multimeter (b) Multimeter berdigit

6. Penggunaan Multimeter.

Menyukat Rintangan

Berikut adalah cara menggunakan multimeter untuk menyukat rintangan pada julat ohm.

6.1. Apabila menyukat rintangan pastikan komponen yang diuji tidak bersambung dengan komponen lain. Komponen yang bersambung selari dengan komponen lain tidak dapat memberi bacaan yang betul ketika diuji.

6.2. Buka satu daripada hujung sambungan komponen apabila menyukat nilai rintagan. Ketika ini pastikan punca bekalan dimatikan.

Rajah 18 (a) Menyelaras sifar ohm (b) Menyukat rintangan

6.3. Pilih julat yang paling rendah dan laraskan pelaras sifar ohm. Kemudian sambungkan dawai uji merentasi perintang. Jika jarum meter tidak bergerak , tukarkan julat kepilihan lain sehingga jarum menunjukkan bacaannya.

6.4. Apabila jarum menunjukkan bacaan setelah ditukar kepada julat lain, lakukan pelarasan sifar ohm sekali lagi untuk mendapat bacaan yang lebih tepat.

6.5. Darabkan bacaan pada skala dengan pemilih julat.

Contoh: Bacaan pada skala meter 25 dan julat pemilih pada X 100

Bacaan sebenar ialah 25 X 100 = 2500 ohm atau 2.5 kΩ

Menguji Diod

Pemilih julat multimeter pada kedudukan ohm boleh digunakan untuk menguji komponen lain seperti dioddan LED.

Rajah 19 Menguji diod Rajah 20 Menguji diod – diod diterbalikkan

1. Diod mengalirkan arus pada satu arah sahaja. Letakkan pemilih julat pada x 10. Kemudian sambungkan dawai uji merentasi diod. Meter akan menunjukkan bacaan tinggi seperti pada Rajah 19.

2. Jika keduduka diod diubah seperti pada Rajah 20 , bacaan akan menunjukkan nilai rendah. Jika kedua-dua bacaan yang ditunjukkan ketika menguji diod seperti Rajah 19 dan 20 ini menunjukkan diod dalam keadaan normal.

Menguji Transistor

Transistor merupakan dua diod bercantum dalam satu bekas. Ia boleh diuji sama seperti menguji diod. Berikut adalah cara menguji transistor.

1. Menguji kebocoran - Pilih julat X 10 dan sambungkan dawai uji kepada pengeluar dan pemungut. Semak bacaan meter dan kemudian tukarkan dawai uji terbalik. Sekali lagi semak bacaan meter. Kedua-dua bacaan yang ditunjukkan oleh meter adalah tinggi. Jika kedua-dua bacaan rendah, ini menandakan kebocoran diantara pengeluar dengan pemungut, iaitu tanda kerosakan pada transistor.

Rajah 21 Menguji kebocoran transistor Rajah 22 Menguji transistor normal

2. Menguji transistor – normal

Suiskan julat kepada X 1K (X 1000). Kemudian sambungkan dawai uji kekaki tapak transistor dan satu lagi ke pengeluar dan ke pemungut. Kedua-dua langkah akan memberi bacaan meter yang

lebih kurang sama iaitu bacaan tinggi atau bacaan redah.

Tukarkan dawai uji seperti langkah di atas dan lakukan pemeriksaan yang sama. Bacaan kedua-duanya seakan-akan sama. Jika bacaan pada langkah pertama tinggi maka bacaan pada langkah kedua rendah atau sebaliknya.

Jika bacaan ujian seperti di atas, ini bermakna transistor berada dalam keadaan normal.

Rajah 23. Menguji transistor NPN Rajah 24. Menguji transistor PNP

3. Menguji transistor PNP atau NPN

Letakkan dawai uji negatif pada tapak dan dawai uji posirif pada pemungut, kemudian semak bacaan meter. Tukar kedudukan dawai uji positif ke pegeluar. Jika kedua-dua bacaannya rendah, ini menunjukkan transistor adalah jenis NPN.

Sambungkan dawai uji positif pada tapak dan dawai negatif pada pengeluar, semak bacaan meter. Kemudian tukarkan dawai negatif ke penguat. Jika kedua-dua bacaan meter rendah, ini menunjukkan transistor jenis PNP.