Contoh Soal Mengukur Arus Listrik dan Beda Potensial - Hujan belum juga reda. Kresna dan Arjuna masih berada di perpustakaan dan asyik membaca buku fisika. Namun, perhatian mereka teralihkan ketika seorang teknisi sedang memperbaiki perlatan komputer perpustakaan. Mereka mengamati dari jauh hingga akhirnya memberanikan diri untuk mendekat.

Arjuna dan Kresna kembali ke tempat mereka semula dan melanjutkan membaca sembari menunggu teknisi tersebut menyelesaikan pekerjaannya.

        Pada percakapan di atas dijelaskan bahwa amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik. Lalu, bagaimana bila besaran yang diukur adalah tegangan? Apakah amperemeter juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan? Tentu saja tidak. Setiap besaran memiliki alat ukurnya. Agar lebih memahami hal ini, simak penjelasan berikut.
        Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus adalah amperemeter, sedangkan alat untuk mengukur beda potensial listrik adalah voltmeter. Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua yaitu arus litrik searah atau DC (Direct Current) dan arus listrik bolak-balik atau AC (Alternating Current). Apa kalian tahu apa saja yang dikategorikan sumber arus DC atau AC? Sumber arus listrik PLN merupakan sumber arus bolak balik atau AC karena muatan listrik mengalir dalam dua arah atau bolak balik. Baterai, accu, dan trafo merupakan sumber arus listrik searah arau DC karena muatan listrik mengalir dalam satu arah.
        Pemahaman mengenai arus AC dan DC ini sangatlah penting dalam penggunaan amperemeter dan voltmeter. Pemasangan voltmeter terhadap komponen yang akan diukur beda potensialnya dilakukan secara paralel. Pada rangkaian arus searah atau DC, pemasangan kutub-kutub voltmeter harus sesuai dengan komponen yang akan diukur, yaitu kutub positif voltmeter dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan begitu pula sebaliknya. Sebelum itu, harus dipastikan terlebih dahulu saklar voltmeter pada posisi AC atau DC sesuai dengan jenis sumber tegangan yang akan diukur, misalnya ketika akan mengukur baterai dengan tegangan sebesar 1,5 V menggunakan voltmeter analog. Langkah yang dilakukan yaitu sebagai berikut.

1. Memutar saklar pada posisi DC (karena yang akan diukur merupakan sumber arus DC).
2. Memilih skala maksimum pada voltmeter. Misalnya terdapat 5 skala pada voltmeter yaitu 10 V, 50 V, 250 V, 500 V, dan 1000 V. Pemilihan skala ini disesuaikan dengan besar kecil sumber arus yang akan diukur karena akan mempengaruhi nilai yang terukur jika tidak tepat dalam memilih skala maksimum. Oleh karena itu, skala maksimum yang dipilih adalah 10 V.
3. Kutub positif disambungkan dengan potensial tinggi dan kutub negatif disambungkan dengan potensial rendah.
4. Membaca skala yang ditunjuk pada voltmeter kemudian menghitung hasil pengukuran menggunakan rumus berikut.

$Nilai pengukuran = \frac{skala yang ditunjuk}{skala maksimum} \times batas ukur$

Lalu bagaimana dengan penggunaan amperemeter? Amperemeter dipasang secara seri terhadap sumber kuat arus yang akan diukur karena nilai kuat arus tidak akan berubah jika melalui rangkaian seri. Hal itu tentu berbeda dengan rangkaian paralel dimana besar arus akan terbagi. Pengukuran arus dengan amperemeter tidak jauh berbeda dengan voltmeter. Begitu juga dengan penghitungan besar arus dari pembacaan skala pada amperemeter. Pengukuran beda potensial dan kuat arus akan lebih mudah dilakukan bila menggunakan voltmeter dan amperemeter digital karena besar nilai akan langsung tertera pada layar.

Contoh Soal

Seorang siswa mengukur besar tegangan sebuah sumber arus listrik menggunakan voltmeter. Jarum voltmeter menunjuk skala 45 V dengan batas ukur 5 V, dimana skala tertinggi yang diatur adalah 50 V. Berapakah besar tegangan tersebut?
Penyelesaian
Diketahui:
SD (skala yang ditunjuk) = 45 V
BU (batas ukur) = 5 V
SM (skala maksimum) = 50 V
Ditanyakan: NP (Nilai Pengukuran)?
Jawab:

$N P = \frac{S D}{S M} \times B U$

$N P = \frac{45}{50} \times 5$

$N P = 4, 5$ V

Jadi, besar potensialnya adalah 4,5 V.

Contoh Soal Mengukur Arus Listrik dan Beda Potensial

Anton sedang mengukur tegangan sebuah aki. Dia memperkirakan bahwa tegangan akinya kurang dari 50 V. Set up voltmeter yang dilakukan Anton yaitu ....

Amperemeter disusun secara seri dengan sumber arus listrik karena ....

Sebuah amperemeter digital yang baru dibeli Ayah dapat mengukur kuat arus hingga 5 A. Ayah menghubungkan amperemeter tersebut pada aki yang bertegangan 15 V. Jika hambatan hambatan listrik aki 2 Ohm, maka ....

Jika sumber arus listrik memiliki besar arus yang melebihi batas ukur maksimum amperemeter, maka hal yang harus dilakukan adalah ....

Sebuah rangkaian listrik terdiri dari lampu dan sumber arus listrik searah. Rangkaian listrik tersebut akan diukur beda potensial dan kuat arus listriknya.

Berdasarkan gambar di atas, pemasangan voltmeter (V) dan amperemeter (A) yang tepat ditunjukkan oleh nomor ....

Sebuah amperemeter menunjukkan skala 69 saat dihubungkan dengan rangkaian listrik. Skala maksimum amperemeter menunjukkan angka 100 dengan batas ukur 1 A. Kuat arus rangkaian listrik tersebut adalah ....

Ani melakukan pengukuran tegangan, kuat arus, dan hambatan pada sebuah alat listrik. Jika Ani hanya diperbolehkan menggunakan satu alat yang terletak dalam laboratorium fisika, maka alat yang digunakan Ani untuk mengukur ketiga besaran tersebut adalah ....

Jika tegangan yang akan diukur melebihi batas ukur maksimum sebuah voltmeter, maka hal yang harus dilakukan adalah ....

Bila hasil pengukuran pada voltmeter menunjukkan tanda negatif, menunjukkan bahwa ....

S10

Perhatikan gambar amperemeter berikut.

Kuat arus yang terukur pada amperemeter di atas adalah ....

Contoh Soal Mengukur Arus Listrik dan Beda Potensial

$Nilai pengukuran = \frac{skala yang ditunjuk}{skala maksimum} \times batas ukur$