MULTIMETER

Apabila kita ingin mengetahui besar arus, tegangan, dan hambatan dalam rangkaian listrik arus searah, maka alat yanng digunakan adalah multimeter.  Multimeter dapat difungsikan sebagai amperemeter, voltmeter, maupun ohmmeter degan cara memutar tombol fungsinya.

Bagian-Bagian Multimeter.

Bagian utama multimeter adalah galvanometer atau basic. meter Galvanometer berupa kumparan yang berada diantara dua magnet tetap. Pada sumbu kumparan dipasang jarum penunjuk. Dalam keadaan tidak berarus, jarum harus menunjuk ke angka nol. Namun jika dialiri arus, kumparan dan jarum penunjuk akan berputar. Jika tidak ada arus yang mengalir dalam kumparan, pegas akan mengembalikan ke posisi semula.
Sudut simpangan jarum sebanding dengan kuat arus yang melalui kumparan. Arus yang dibutuhkan agar jarum menyimpang dengan skala penuh merupakan sensitivitas arus skala penuh  (i_G) pada galvaanometer. Sensitifitas arus skala penuh 50 mA  menyebabkanjarum menyimpang setengah skala penuh.

Amperemeter (Ammeter)
Galvanometer hanya dapat dilalui arus yang sangat kecil (dalam orde mikrometer atau sepersejuta ampere). untuk mengukur arus I  yang besa, maka arus harus disimpangkan melalui hambatan yang diparalelkan dengan galvanometer tersebut. Susuna seperti itu disebut amperemeter.
Hambatan yang disusun paralel disebut hambatan shunt  ( R_sh). Besarnya hambatan shunt biasanya lebih kecil daripada hambatan galvanometer  (R_G) sehingga arus yang menyimpang melaluinya  (I_sh) lebih besar daripada arus yang melalui galvanometer   (I_G).
Hal ini dibuktikan bahwa  R_sh =  R_G/(n-1) ; di mana n = i/I_G

Contoh Soal :
Galvanometer memiliki hambatan 140 ohm untuk arus 1,2 mA agar menghasilkan simpangan dengan skala penuh. Berapa hambatan shunt yang harus dipakai  agar menghasilkan amperemeter yang memberikan simpangan skala penuh untuk arus 2A.
Jawaban :
Arus yang melalui Galvanometer I_G=  0,0012 A
Arus total yang melalui amperemeter i = 2A

i_G R_G  = I _sh R _sh

i= I_sh   +  I _G

i_sh = i – i_G  = 2 – 0,0012 = 1,9988 ~ 2A

Nilai hambatan shunt

R _sh = ( i_G/I _sh  )  R_G  = (0,0012/2) . 140 = 0,084 ohm 

Volt meter

Untuk mengukur beda potensial yanng besar maka beda potensial (V) harus dibagi. Caranya dengan menambah hambatan yang dipasang seri dengan galvanometer.

Hambatan itu sering dinamakan hambatan depan (Rs) yang nilainya lebih besar daripada hambatan galvanometer ( RG). Dengan demikian beda potensial hambatan depan (VS) lebih besar daripada beda potensial galvanometer (VG).
Buktinya RS = (n-1) RG ; dimana
n = V/VG.
Contoh soal :
Galvanometer memiliki hambatan  140 ohm untuk arus 1,2 mA sehingga memberikan simpangan skala penuh. Berapa besar hambatan yang dipasang secara seri untuk merancang sebuah voltmeter yang mampu memberikan simpangan skala penuh pada beda potensial 5 volt?
Jawab :
I (RS  +  RG)   = 5 volt
0,0012  (Rs + 140) = 5 volt
Rs + 140  = 4167 ohm
Rs = 4027 ohm


Ohmmeter
Untuk merancang sebuah ohmmeter yang berfungsi sebagai pengukur besar hambatan diperlukan baterai, resistor, dan galvanometer. Komponen-komponen tersebut disusun secara seri, dimana besar tegangan pada baterai telah diketahui. Hmabatan yang diukur menutup rangkaian tersebut.

Simpangan berbanding terbalik dengan hambatan. Oleh karena itu, ketika hambatan besar, simpangannya kecil, begitu juga sebaliknya. 
Contoh Soal 
Galvanometer dengan hambatan 9 ohm memberikan simpangan pada skala penuh saat arusnya 1,5 mA. Untuk merancang ohmmeter, komponen tersebut dihubungkan dengan baterai 1,5 V. Berapa besar hambatan (Rs) yang harus diberikan ?
Jawab :
I (Rs  +  Rg)  = 1,5
0,0015 (Rs  + 90) = 1,5
Rs  + 90 = 1000 ohm
Rs  = 910 ohm

Pemakaian Multimeter
1.  Untuk mengukur tegangan DC, perhatikan polaritasnya, jangan sampai terbalik. Sesuaikan skala pengukuran dengan besar tegangan yang diukur. Misal untuk mengukur tegangan 15V, gunakanlah range 30V, jangan gunakan range 12 volt, karena jarum akan menabrak batas ukurnya.

2. Untuk mengukur tegangan AC, polaritas tidak masalah. Sesuaikan skala pengukuran dengan besar tegangan yang diukur. Misal untuk mengukur tegangan 220V, gunakanlah range 300V, jangan gunakan range 120 volt, karena jarum akan menabrak batas ukurnya.
3. Untuk mengukur arus DC, perhatikan polaritas dan batas ukurnya. Hati-hati pada saat mengukur arus, karena pada saat ini tahanan dalam multitester menjadi sangat kecil. Kesalahan prosedur dapat mengakibatkan multitester rusak atau terbakar setidaknya sekeringnya putus. 
4. Untuk mengukur resistansi, gunakan skala yang paling kecil dengan tujuan agar pembacaan lebih akurat. Misal untuk mengukur Resistor 100 Ohm, gunakanlah skala X1.

5. Harus diingat bahwa Voltmeter dipasang paralel dengan titik ukur sehingga tahanan dalam idealnya adalah tak terhingga, sedangkan Amperemeter dipasang seri dengan titik ukur sehingga tahanan dalam idealnya adalah nol. Selalu berhati-hati dalam melakukan pengukuran, perkirakan perolehan tegangan atau arus sebelum mengukurnya.

Cara Menggunakan Voltmeter dan Amperemeter.

Perhatikan rangkaian di atas.
Tiga hal penting dalam merangkai volt meter dan ampermeter:
- voltmeter dalam posisi paralel dangan lampu/resistor, sedangkan amperemeter posisi seri dengan lampu/resistor
-  Kutub-kutub baterai, voltmeter dan amperemeter tidak boleh terbalik
- batas ukur voltmeter maupun amperemeter harus sedikit lebih tinggi dari tegangan dan kuat arus yang melalui beban.
Jika batas ukur lebih rendah daripada nilai yang melalui beban akibatnya alat akan rusak. Tapi jika batas ukur jauh lebih besar daripada nilai yang melalui beban, akibatnya pembacaan skala menjadi tidak teliti.



Sumber :
Fisika untuk SMA/MA kelas X, Goris Seran Daton, dkk, Penerbit Grasindo, 2007 
https://gabrielamarcelina.wordpress.com/2013/01/20/multitester-atau-multimeter/