Kumparan Putar Magnet Permanen atau Instrumen PMMC
Instrumen yang menggunakan magnet permanen untuk menciptakan medan magnet stasioner di mana kumparan putar dikenal sebagai kumparan putar magnet permanen atau instrumen PMMC (Permanent Magnet Moving Coil).
Ini beroperasi pada prinsip bahwa torsi diberikan pada kumparan putar yang ditempatkan di medan magnet permanen. Instrumen PMMC memberikan hasil yang akurat untuk pengukuran DC.
Konstruksi Instrumen PMMC
Kumparan putar dan magnet permanen adalah bagian utama dari instrumen PMMC. Bagian-bagian dari instrumen PMMC dijelaskan secara rinci di bawah ini.
Kumparan Putar
Kumparan adalah bagian pembawa arus dari instrumen yang bergerak bebas di antara medan stasioner magnet permanen. Arus melewati koil membelokkannya karena besarnya arus atau tegangan ditentukan.
Kumparan dipasang pada bekas persegi panjang yang terbuat dari aluminium. Yang pertama meningkatkan radial dan medan magnet sama antara celah udara kutub. Kumparan dililit dengan kawat tembaga penutup sutra di antara kutub magnet.
Sistem Magnet
Instrumen PMMC menggunakan magnet permanen untuk membuat magnet stasioner. Bahan Alcomax dan Alnico digunakan untuk membuat magnet permanen karena magnet ini memiliki gaya koersif yang tinggi (Gaya koersif mengubah sifat magnetisasi magnet). Juga, magnet memiliki intensitas medan yang tinggi.
Kontrol
Dalam instrumen PMMC, torsi pengontrol adalah karena pegas. Mata air terbuat dari perunggu fosfor dan ditempatkan di antara dua bantalan permata. Pegas juga menyediakan jalur ke arus utama untuk mengalir masuk dan keluar dari kumparan bergerak. Torsi pengontrol terutama karena suspensi pita.
Redaman
Torsi redaman digunakan untuk menjaga pergerakan koil dalam keadaan diam. Torsi redaman ini diinduksi karena pergerakan inti aluminium yang bergerak di antara kutub magnet permanen.
Pointer dan Skala
Pointer dihubungkan dengan kumparan putar. Pointer memperhatikan defleksi kumparan, dan besarnya penyimpangannya ditunjukkan pada skala. Pointer terbuat dari bahan yang ringan, dan karenanya mudah dibelokkan dengan pergerakan kumparan. Terkadang kesalahan paralaks terjadi pada instrumen yang mudah dikurangi dengan menyelaraskan bilah penunjuk dengan benar.
Persamaan Torsi untuk Instrumen PMMC
Torsi defleksi menginduksi karena pergerakan koil. Torsi defleksi dinyatakan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini.
Di mana,
N – Jumlah lilitan kumparan
B - kerapatan fluks di celah udara
L, d - panjang vertikal dan horizontal sisi.
I - arus melalui koil.
Pegas memberikan torsi pemulih ke kumparan bergerak yang dinyatakan sebagai
Di mana
K = Konstanta pegas.
Untuk defleksi akhir,
Dengan mensubstitusi nilai persamaan (1) dan (3) diperoleh,
Persamaan di atas menunjukkan bahwa torsi defleksi berbanding lurus dengan arus yang melewati kumparan.
Kesalahan dalam Instrumen PMMC
Dalam instrumen PMMC kesalahan terjadi karena efek penuaan dan suhu instrumen. Magnet, pegas dan kumparan bergerak adalah bagian utama dari instrumen yang menyebabkan kesalahan. Berbagai jenis kesalahan instrumen dijelaskan di bawah ini secara rinci.
1. Magnet
Panas dan getaran mengurangi umur magnet permanen. Perawatan ini juga mengurangi kemagnetan magnet. Kemagnetan adalah sifat tarik-menarik atau tolak-menolak magnet. Kelemahan magnet mengurangi defleksi kumparan.
2. Pegas
Kelemahan pegas meningkatkan defleksi kumparan putar antara magnet permanen. Jadi, bahkan untuk nilai arus yang kecil, kumparan menunjukkan defleksi yang besar. Pegas melemah karena pengaruh suhu. Satu derajat kenaikan suhu mengurangi 0,004 persen kehidupan musim semi.
3. Kumparan Putar
Kesalahan ada pada koil ketika jangkauannya diperpanjang dari batas yang diberikan dengan menggunakan shunt. Error tersebut terjadi karena adanya perubahan tahanan kumparan pada tahanan shunt. Hal ini terjadi karena kumparan terbuat dari kawat tembaga yang memiliki resistansi shunt tinggi dan kawat shunt yang terbuat dari Magnin memiliki resistansi rendah.
Untuk mengatasi kesalahan ini, tahanan rawa ditempatkan secara seri dengan kumparan bergerak. Resistor yang memiliki koefisien suhu rendah dikenal sebagai hambatan rawa. Resistansi rawa mengurangi efek suhu pada kumparan bergerak.
Keuntungan Instrumen PMMC
Berikut ini adalah keuntungan dari Instrumen PMMC.
- Skala instrumen PMMC dibagi dengan benar.
- Konsumsi daya perangkat sangat kurang.
- Instrumen PMMC memiliki akurasi tinggi karena rasio bobot torsi yang tinggi.
- Perangkat tunggal mengukur rentang tegangan dan arus yang berbeda. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan pengganda dan shunt.
- Instrumen PMMC menggunakan magnet pelindung rak yang berguna untuk aplikasi luar angkasa.
Kekurangan Instrumen PMMC
Berikut ini adalah kekurangan dari instrumen PMMC.
- Instrumen PMMC hanya digunakan untuk arus searah. Arus bolak-balik bervariasi dengan waktu. Variasi arus yang cepat memvariasikan torsi koil. Tapi pointer tidak bisa mengikuti pembalikan cepat dan defleksi torsi. Jadi, tidak bisa digunakan untuk AC.
- Biaya instrumen PPMC jauh lebih tinggi dibandingkan dengan instrumen kumparan putar.
Kumparan putar itu sendiri menyediakan redaman elektromagnetik. Redaman elektromagnetik melawan gerakan kumparan yang disebabkan oleh reaksi arus eddy dan medan magnet.
