Ada banyak alat yang bisa digunakan untuk mendeteksi dan juga mengukur keberadaan listrik pada suatu komponen atau sirkuit. Salah satu alat ukur yang paling sering digunakan adalah galvanometer, walau pertama ditemukan tahun 1820 silam namun alat ini masih digunakan hingga sekarang.
Nah apa itu galvanometer, bagaimana cara kerja dan informasi lainnya tentang alat ukur ini kami akan uraikan di tulisan ini. Bagi kamu yang penasaran silakan disimak ini dia penjelasan lengkap tentang Galvanometer.
Apa Itu Galvanometer?
Galvanometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran arus listrik yang direpresentasikan melalui gerakan jarum magnet dengan memanfaatkan pembelokan/perpindahan kumparan. Alat ukur satu ini merupakan instrumen elektromekanis yang dipakai hanya untuk mendeteksi keberadaan arus listrik yang relatif kecil.
Instrumen ini menjadi bagian penting untuk alat ukur lainnya, amperemeter dan voltmeter menggunakan galvanometer sebagai salah satu komponen penyusunnya. Namun karena galvanometer tidak bisa mengukur beda potensial yang tinggi maka ditambahkan hambatan eksternal, pada amperemeter disebut hambatan pengali dan pada voltmeter disebut hambatan depan.
Pada gambar sebuah rangkaian listrik kamu bisa menuliskan galvanometer dengan simbol G atau panah penunjuk, seperti gambar di bawah ini.
Saat bekerja, galvanometer menggunakan kumparan putar yang akan bereaksi ketika terdeteksi aliran listrik. Reaksi ini mengikuti prinsip bahwa ketika kumparan yang dialiri listrik akan berputar ketika berada di dalam medan magnet.
Nah namun putaran yang terjadi tidak penuh satu putaran karena alat ini dilengkapi pegas yang dipasang untuk menahan putaran tersebut. Agar lebih memahaminya kita tunda dulu penjelasan mengenai cara kerja ini dan masuk ke bagian-bagian penyusun galvanometer.
Fungsi Galvanometer
Sebenarnya fungsi utama dari galvanometer sudah dijabarkan di atas, yaitu mendeteksi keberadaan listrik pada suatu komponen atau sirkuit. Nah namun dari fungsi ini kita bisa memperoleh beberapa kegunaan lainnya dari galvanometer, yaitu:
1. Sebagai Alat Bantu dalam Berbagai Percobaan
Prinsip kerja dari galvanometer sangat erat kaitannya dengan GGL induksi, sehingga alat ini bisa digunakan untuk instrumen percobaan hukum induksi Faraday. Selain itu, galvanometer juga merupakan wujud dari percobaan yang membuktikan adanya elektromagnetisme yang menyatakan bahwa arus listrik dapat dihasilkan melalui medan magnet.
Tak hanya itu dengan memanfaatkan galvanometer yang dipadukan dengan sebuah antena dan penyearah kamu juga bisa membuktikan adanya medan listrik pada arus bolak-balik. Lalu jika memadukannya dengan penyearah gelimband dan kumparan kecil, galvanometer bisa digunakan untuk membuktikan keberadaan gelombang stasioner listrik.
2. Komponen Amperemeter dan Voltmeter
Amperemeter adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengukur kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik. Sedangkan voltmeter berfungsi untuk mengukur tegangan. Seperti sudah kami singgung di atas, bahwa salah satu komponen penyusun amperemeter dan voltmeter ini adalah galvanometer.
Alat ini bisa digunakan mengukur kuat arus dan tegangan pada listrik searah (DC) pada nilai pengukuran sangat kecil. Penggunaan Galvanometer bisa memperbesar batas ukur amperemeter dan voltmeter, karena Skala pengukurannya yang sangat kecil. Namun galvanometer juga rentan terhadap penyimpangan.
3. Komponen ohmmeter
Alat ukur lain yang juga sering digunakan dalam dunia elektronika adalah Ohmmeter yang berfungsi mengukur hambatan listrik atau resistansi. Ohmmeter juga menggunakan galvanometer yang digunakan untuk mengukur arus listrik yang mengalir pada suatu hambatan listrik.
Bagian-bagian Galvanometer
Gambar di atas menunjukan konstruksi dari galvanometer dilihat dari samping dan dari atas. Adapun bagian-bagian yang menyusunnya adalah sebagai berikut:
Moving Coil
Pada galvanometer, bagian yang mengalirkan arus adalah moving coil atau kumparan yang bisa bergerak. Kumparan ini bisa berbentuk lingkaran atau persegi panjang yang dibuat dari lilitan kawat tembaga. Kumparan dipasang vertikal ditengah-tengah kedua kutub magnet permanen sehingga sesuai dengan hukum Lorentz, dia akan bergerak memutar searah jarum jam.
Suspension
Kumparan pada galvanometer dapat berdiri seimbang karena ditahan oleh suspensi atau pegas yang terbuat dari pita flat tembaga (kadang emas). Suspensi dipasang dibagian atas dan bawah kumparan. Suspensi bagian atas akan terhubung ke port untuk arus positif dan kumparan bawah ke port ground. Sehingga kumparan akan menerima arus dari si suspensi ini.
Cermin
Suspensi terintegrasi dengan cermin kecil yang memantulkan cahaya dan ditempatkan pada skala untuk mengukur defleksi.
Kepala Torsi
Bagian ini jika dilihat dari luar seperti lubang baut minus. Nah dengan memutar bagian ini menggunakan obeng kecil kamu bisa mengatur posisi koil atau mengkalibrasi galvanometer ke titik 0.
Jarum penunjuk (pointer) dan skala
Selanjutnya adalah jarum penunjuk yang digunakan untuk menunjuk skala pengukuran. Jarum penunjuk ini akan berputar mengikuti putaran dari moving coil. Dan sebagai penampil ukurannya ada skala yang bisa kamu baca saat pengukuran dilakukan.
Cara Kerja Galvanometer
Setelah mengetahui bagian-bagian dari galvanometer, kamu pun akan lebih mudah memahami cara kerja dari alat ini. Berikut adalah urutan bagaimana galvanometer mendeteksi dan menunjukkan nilai arus listrik:
- Moving coil atau kumparan yang dapat bergerak bebas menjadi penggerak dari jarum penunjuk.
- Ketika moving coil ini mendapat arus yang dialirkan melalui suspensi, akan menghasilkan induksi magnetik antara kumparan dengan magnet tetap yang terpasang di galvanometer.
- Koil akan berputar dan menggerakkan pegas serta jarum penunjuk, sehingga kamu bisa mengetahui langsung apakah terdapat arus listrik pada titik yang kamu ukur.
Jenis-jenis Galvanometer
Selain galvanometer yang umum digunakan, ada beberapa jenis galvanometer yang masih dipakai untuk keperluan pendeteksi dan pengukuran aliran listrik, berikut adalah jenis-jenisnya:
1. Galvanometer Tangent
Ini adalah jenis pertama dari galvanometer yang digunakan untuk mengukur arus listrik. Cara kerjanya kurang praktis karena mengandalkan jarum kompas dan medan magnet bumi. Jenis menggunakan kumparan berupa gulungan kawat tembaga yang dililitkan dengan rangkaian non-magnetis secara melingkar. Saat digunakan, galvanometer perlu diatur dulu agar posisi medan magnet bumi pada kompas sejajar dengan kumparan.
2. Galvanometer Astatic
Jenis astatic hadir di tahun 1825 dengan menawarkan cara penggunaan yang lebih sederhana dibandingkan tangent karena tidak menggunakan medan magnet bumi. Jenis ini terdiri menggunakan dua jarum magnet yang diletakkan berdampingan dengan posisi kutub magnet berlawanan. Kemudian jarum penunjuk akan digantungkan pada sebuah benang.
3. Galvanometer Mirror
Galvanometer mirror yang menggunakan cermin ringan dalam pengukurannya ini memiliki sensitivitas yang lebih tinggi dari jenis-jenis sebelumnya.
4. Galvanometer Ballistic
Galvanometer Ballistic adalah jenis yang lebih mutakhir. Jenis ini digunakan untuk mendeteksi dan mengukur muatan listrik yang terdapat pada suatu komponen.
Nah demikianlah penjelasan kami sebuah alat pendeteksi listrik yang disebut galvanometer. Alat ini bekerja dengan memanfaatkan gaya gerak induksi listrik yang terbentuk dari kumparan yang diletakkan di tengah-tengah medan magnet. Fungsi dan manfaatnya pun cukup banyak, sehingga kehadiran galvanometer sudah cukup memberikan banyak manfaat bagi dunia kelistrikan.
