unit 3 meter upaya

METER UPAYA E 3042 / UNIT 3 /

Objektif am : Mengetahui dan memahami litar asas, prinsip kerja dan penggunaan meter upaya jenis dawai gelangsar .

Objektif Khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :

Menerangkan prinsip meter upaya jenis dawai gelangsar.

Menerangkan prinsip kerja serta cara penentukuran bagi meter upaya jenis dawai gelangsar.

Menyelesaikan masalah dengan menggunakan persamaan yang berkaitan untuk keadaan seimbang dan tidak seimbang.

1

OBJEKTIF


3.0 Pengenalan

Meter upaya adalah suatu alat untuk mengukur voltan(d.g.e) dengan cara membandingkan dengan satu nilai piawai. Pengukuran dibuat dengan melaraskan sesentuh sehingga mencatatkan sifar. Keadaan ini dipanggil keadaan seimbang kerana voltan susut pada dawai gelangsar adalah sama dengan voltan piawai yang dibekalkan.

3.1 Meter Upaya Dawai Gelangsar

Meter upaya dawai gelangsar asas menggunakan konsep voltan susut pada dawai pengalir adalah berkadar terus dengan panjang dawai pengalir yang digunakan. Voltan susut maksima pada keseluruhan dawai pengalir berkenaan adalah bersamaan dengan voltan bekalan yang digunakan.

Bateri kerja Reostat

Dawai gelangsar x y

K Ex G OP

Es

CAL

Rajah 3.1: Litar meter upaya dawai gelangsar asas.

2

INPUT


3.2 Prinsip kendalian meter upaya dawai gelangsar asas.

Sebelum membuat sesuatu pengukuran, potentiometer hendaklah ditentukurkan terlebih dahulu dengan satu sel piawai. Di dalam proses tentukur ini, apabila suis litar ditutup, arus kerja akan mengalir melalui dawai gelangsar (iaitu dawai pengalir) dan reostat. Arus ini boleh diubahkan nilainya dengan melaras reostat.

3.2.1 Cara penentukuran

a) Letak suis S pada punca CALb) Tekan kekunci Kc) Letakkan sesentuh pada titik X , iaitu l1 cm jauhnya dari hujung

dawai gelongsor. d) Laraskan reostat sehingga galvanometer menunjukkan 0.Ini bermakna

voltan susut Ax ( l1 ) adalah sama dengan sel piawai ( Ex = Es ). Dengan itu , skil voltan piawai = Es /l1 .

3.2.2 Cara mengukur Ex

a. Letakkan suis S ke punca voltan yang hendak diukur , iaitu pada punca OP ( OPERATE ).

b. Laraskan sesentuh sehingga galvanometer menunjukkan sifar. Andaikan sesentuh terletak pada punca y , di mana panjang dawai gelangsar Ay = l2 .

c. Nilai voltan , Ex = Es / l1 X l2 .

3.3 Kegunaan Potentiometer

a. Mengukur voltan secara bandingan dengan nilai piawai .b. Mengukur rintangan dengan cara perbandingan dengan perintang piawai.c. Mengukur arus melalui pengukuran voltan pada perintang yang diketahui

nilainya.d. Menentukur meter volt.e. Menentukur meter ampiar.f. Menentukur meter watt.

3


Contoh 3.1 :

Satu potentiometer mempunyai dawai gelangsar yang panjangnya 200 cm dan rintangan keseluruhan 100 ohm. Bateri kerja ialah 3 volt dan rintangan dalamannya boleh diabaikan. Alat ini dipiawaikan dengan sumber voltan rujukan bernilai 1.019 volt dan sesentuh disetkan pada 101.9 cm semasa penentukuran dibuat. Kirakan:

a) Arus kerjab) Julat pengukuran c) Nilai pelarasan reostat.

Penyelesaian :

3 V R

a b

G

Ex

Es 1.019 V Rajah 3.2 :

4

Contoh Pengiraan


a. Sesentuh diletakkan pada 101.9 cm.

200 cm ---------------- 100 Oleh itu 101.9 cm -------------- Rdx = 101.9 cm X 100 200 cm = 50.95 di mana , Arus kerja , I = E s R dx = 1.019 V = 20 mA 50.95

b. Julat pengukuran V ab = I kerja X R dx

= 20 mA X 100 = 2.0 V

c. Nilai pelarasan Reostat, R Bateri kerja = Vreos + Vab

Vreos = Bateri kerja – V ab = 3 V 2 V = 1 V

Oleh itu R reos = V reos I kerja

= 1 V 20 mA = 50

5


3.4 Perlindungan Galvanometer

Berlainan dengan tetimbang wheatstone, Galvanometer disambung sesiri dengan sel piawai di dalam potentiometer. Jika arus yang besar mengalir melalui sel piawai (terjadi bila kutub bateri salah) galvanometer ini akan rosak. Dengan ini satu perintang sesiri yang tinggi nilainya dipanggil perintang perlindungan disambung untuk melindungi galvanometer dan sel piawai.

Dengan menggunakan potentiometer untuk mengukur voltan, beberapa perkara perlu diberi perhatian :

a. Tentukan polariti mestilah betul .b. Galvanometer mesti dilindungi dengan rintangan siri yang tinggi supaya

tidak terdedah pada arus yang tinggi.

6


Uji kefahaman anda sebelum meneruskan input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.

3.1 Lakarkan litar potentiometer asas dan terangkan cara ia ditentukurkan.

3.2 Nyatakan dua perkara yang perlu diberi perhatian sebelum menggunakan galvanometer.

7

AKTIVITI 3a


Uji kefahaman anda sebelum meneruskan input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.

3.1 Suatu meter upaya asas jenis dawai gelangsar menggunakan bateri kerja yang bernilai 6.0V. Panjang dawai gelangsar yang digunakan ialah 200 cm dan rintangan keseluruhan ialah 450 ohm. Voltan piawai di dalam litar meter upaya ialah 1.017 V dan sesentuh berada pada skala 101.7 cm pada dawai gelangsar semasa seimbang. Kirakan :

a. Arus kerjab. Julat pengukuran meter upayac. Nilai pelarasan reostat

8

AKTIVITI 3b


3.1 Rujuk rajah 3.1 dan input 3.1.2.

3.2 Rujuk input 3.3.

3.2 a. Arus kerja = 4.44 mA

b. Julat pengukuran meter upaya = 2V c. Nilai pelarasan reostat = 900 ohm

9

MAKLUM BALAS 3a

SEMOGA BERJAYA

MAKLUM BALAS 3b


3.1 Terangkan penggunaan perintang perlindungan di dalam litar meter upaya dawai gelongsor asas.

3.2 Senaraikan lima kegunaan meter upaya .

3.3 Suatu meter upaya dawai gelangsar asas menggunakan dawai pengalir sepanjang 150 cm dan rintangan keseluruhannya 300 ohm.Bateri kerja yang digunakan bernial 4V manakala sel piawainya bernilai 1.015V . Semasa penentukuran dilakukan sesentuh disetkan pada skil 101.5 cm pada dawai gelangsar. Kirakan

a. Arus kerjab. Julat pengukuran meter upayac. Nilai pelarasan reostat

10

PENILAIAN KENDIRI

SELAMAT MENCUBA


3.1 Bertindak untuk melindungi galvanometer sekiranya berlaku lebihan arus yang akan merosakkan galvanometer tersebut .

3.2 Rujuk input 3.2.

3.3 a. Arus kerja = 5 mAb. Julat pengukuran meter upaya = 1.5 V

c. Nilai pelarasan reostat = 500 ohm.

11

MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

unit 3 meter upaya

Documents