Rikumahu, JacobJonas (2013) Desain dan Pembuatan Resistor Shunt Ohmik Rendah dan Aplikasinya sebagai Elemen Pengukuran Arus Tinggi Impulse 8/20µs. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Pengukuran arus tinggi impulse yang berubah dengan sangat cepat dengan amplitude yang sangat tinggi memerlukan teknik khusus, agar besarnya arus sebagai fungsi waktu dapat diamati dengan instrumen ukur standar misalnya osiloskop. Kunci utama dalam pengukuran arus impulse dengan metode resistor shunt ohmik rendah adalah desain dari resistor shunt yang digunakan sebagai rangkaian pembagi tegangan. Oleh karena nilai resistor shunt R s sangat rendah, maka besarnya tegangan jatuh pada ujung-ujung resistor shunt yang dialiri arus sangat tinggi (kA) hanya beberapa volt saja, sehingga dapat diukur dan diamati menggunakan osiloskop. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang bangun sebuah resistor shunt ohmik rendah (orde mΩ) dapat mengalirkan arus dalam orde kA, dan mempunyai komponen parasitik sekecil mungkin (dapat diabaikan). Resistor shunt hasil rancangan selanjutnya diimplementasikan pada sistem pengukuran arus tinggi impulse tipe 8/20 µ s yang dibangkitkan oleh generator surja arus. Arus tinggi impulse yang akan diukur diperkirakan hingga 15kA, diturunkan dengan rangkaian pembagi tegangan dalam level yang relatif rendah dan mampu ditampilkan pada sebuah peralatan ukur yakni osiloskop. Pada penelitian ini dibuat tiga jenis kandidat resistor shunt yang dibuat dari bahan ohmik rendah. Dalam hal ini, dari literature yang ada beberapa bahan untuk cocok untuk pembuatan resistor shunt yang diinginkan serta mudah didapatkan di pasar komersial, diantaranya adalah : Serbuk Besi + Carbon + Perekat; C u SO 4 + H 2 O dan Tungsten. Dari ujicoba yang telah dilaksanakan bahwa campuran serbuk besi (Fe), karbon arang (C) ditambah perekat dan vitrol biru atau copper sulfate (C u SO 4 + H 2 O) tidak ideal untuk digunakan. Karena untuk mencapai nilai R yang dibutuhkan (R Sh = 0,01Ω), konstruksi dari resistor shunt tersebut akan menjadi sangat besar. Selanjutnya pembuatan sebuah resistor shunt yang ideal dapat dilakukan dengan menggunakan tungsten yang mempunyai nilai per elemen sebesar 0,1Ω. Resistor shunt dibuat dengan menggunakan elemen tungsten yang dirangkai secara parallel dalam bentuk sangkar bajing, yang secara teoritis nilai resistansinya adalah 0,01Ω. Untuk mengetahui karakteristik dan kinerja resistor shunt yang dibuat, dilakukan tiga tahap pengujian, yaitu uji respon frekuensi, uji respon transien, dan uji aplikasi dengan generator surja arus tinggi. Hasil pengujian atas respon frekuensi menunjukkan bahwa pada frekuensi rendah tegangan jepit resistor shunt adalah rendah, dan tegangan ini akan menjadi relative stabil pada frekuensi tinggi (sekitar 8MHz). Hal ini menunjukkan adanya komponen parasitic L pada resistor shunt yang dibuat. Pengujian respon transien dilakukan dengan menggunakan model generator pulsa. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa respons transient dari resistor shunt sesuai dengan teori dan perhitungan. Pengujian ketiga, yaitu uji dengan generator impulse arus tinggi didapatkan hasil yang cukup baik. Kurva arus 8/20 µ s dapat diukur dengan baik pada nilai 8,25/20,06 µ s, dan puncak arus terukur sekitar 2,57kA, yang mana secara perhitungan nilainya adalah 3,08kA. Selisih dari hasil pengukuran dan perhitungan, baik itu untuk arus maksimum maupun waktu dahi dan waktu punggung, sebagian besar diakibatkan oleh pembangkit impulse karena komponen-komponen yang digunakan memerlukan ketepatan nilai dan juga dapat meghilangkan parasitik-parasitik yang ditimbulkan.
English Abstract
measurement of quick changeable impulse high current and high amplitude requires special techniques in order to observe magnitude of current as a function of time with standard instrument such as oscilloscope. main key of impulse current measurement using low shunt ohmic resistor method is a design of shunt resistor as a voltage divider circuit, hence value of shunt resistor Rs is very low, n magnitude of drop voltage at ends of energized very high current (kA) in a few volts that can be measured and observed by an oscilloscope. purpose of this study is design a low ohmic shunt resistor in mΩ, that may drain current in kA, and result of small parasitic component can be omitted. design of shunt resistor may implemented in 8/20μs type of impulse high current measurement system generated by current surge generator. Impulse high current is estimated up to 15kA, lowered to relative low level by voltage divider circuit can be displayed on an oscilloscope. In this study, three types of shunt resistor candidates are made of low ohmic materials. re are several materials suitable for manufacture of desired shunt resistor that readily available in commercial market, such as: Carbon + Iron + powder adhesive; C u SO 4 + H 2 O, and Tungsten. carried out tests resulted that powder mixture of iron (Fe), carbon charcoal (C) plus adhesive and vitrol blue or copper sulphate (C u SO 4 + H 2 O) are not ideal for use. To achieve required R value (R sh = 0,01Ω), construction of shunt resistor design may be very large. An ideal shunt resistor can be design using tungsten of 0,1Ω value per element. Shunt resistor made using a tungsten elements arranged in parallel in form of a squirrel cage, which oretically has resistance of 0,01Ω. characteristic and performance of shunt resistor design is performed in three stages of testing, i.e. frequency response test, transient response test, and application test with high current surge generator. frequency response test results showed that terminal voltage of shunt resistor is low, and this voltage may be relatively stable at high frequencies of 8MHz. This test results show that re is parasitic component, L in design of shunt resistor, while transient response test performed using pulse generator models. conclusions of this study that transient response of shunt resistor in accordance to ory and computation. third test of high current impulse generator obtained good results. current curve of 8/20μs can be measured by ei r value of 8,25/20,06μs microseconds and peak current of 2,57kA can be measured, compared to calculation result of 3,08kA. difference of results of measurement and calculation, both for maximum flow time and time forehead and back, most due to impulse generator because components require precision values and can also eliminate induced parasitic.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/621.381/RIK/d/041307761 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 13 Jan 2014 18:44 |
| Last Modified: | 13 Jan 2014 18:44 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/158679 |
Actions (login required)
 |
View Item |