Amperemeter adalah alat ukur fundamental dalam dunia elektronika yang berfungsi untuk mengukur besarnya kuat arus listrik (Ampere) yang mengalir dalam suatu rangkaian. Meskipun alat ukur digital modern sangat akurat, memahami prinsip dasar cara kerjanya, bahkan membuat versi sederhananya, memberikan wawasan mendalam tentang elektromagnetisme.
Pada dasarnya, amperemeter bekerja berdasarkan prinsip bahwa arus listrik yang mengalir melalui konduktor akan menghasilkan medan magnet. Amperemeter yang paling sederhana dan klasik adalah galvanometer yang dikonversi.
Alat ukur arus paling dasar adalah galvanometer, yang mendeteksi adanya arus kecil. Pada dasarnya, ia terdiri dari sebuah kumparan kawat halus yang dililitkan pada inti yang dapat bergerak bebas di dalam medan magnet permanen. Ketika arus listrik (I) dialirkan melalui kumparan, interaksi antara medan magnet kumparan dan medan magnet permanen menghasilkan torsi (gaya putar).
Torsi inilah yang menyebabkan jarum penunjuk bergerak melintasi skala yang telah dikalibrasi. Besarnya simpangan jarum berbanding lurus dengan kuat arus yang melewatinya. Untuk mengukur arus yang lebih besar dari kapasitas dasar galvanometer, diperlukan modifikasi penting.
Galvanometer standar sangat sensitif dan hanya mampu mengukur arus sangat kecil (mikroampere atau miliampere). Jika arus yang diukur melebihi batasnya, kumparan akan terbakar. Oleh karena itu, untuk mengubah galvanometer menjadi amperemeter yang bisa mengukur rentang arus yang lebih luas, kita harus menggunakan komponen tambahan yang disebut **Resistor Shunt**.
Peringatan: Percobaan membuat amperemeter memerlukan pemahaman dasar listrik. Selalu pastikan tegangan sumber aman dan gunakan komponen pelindung.
Anda harus mengetahui batas arus maksimum ($I_{\text{maks}}$) yang ingin diukur oleh amperemeter baru Anda, serta sensitivitas galvanometer ($I_g$) dan resistansi internal galvanometer ($R_g$).
Tujuan dari shunt adalah membagi arus total. Sebagian besar arus akan melewati shunt, sementara sebagian kecil akan melewati galvanometer. Rumus untuk menghitung nilai shunt adalah:
$R_{\text{sh}} = \frac{R_g \times I_g}{I_{\text{maks}} - I_g}$
Resistor shunt harus memiliki resistansi yang sangat rendah, karena ia harus dipasang secara paralel dengan galvanometer.
Pasang resistor shunt secara paralel dengan terminal galvanometer. Kedua komponen (Galvanometer dan Shunt) harus terhubung pada titik rangkaian yang sama di mana arus total ($I_{\text{total}}$) yang akan diukur masuk.
Setelah rangkaian terpasang, alirkan arus yang diketahui nilainya (misalnya menggunakan sumber daya DC yang tegangannya telah diketahui dan dihubungkan melalui resistor pembatas yang diketahui). Amati pembelokan jarum. Jika perhitungan $R_{\text{sh}}$ tepat, jarum akan menunjuk pada skala maksimum yang telah Anda targetkan ($I_{\text{maks}}$).
Setelah nilai shunt ditemukan dan terbukti akurat, pasang seluruh rakitan ini dalam sebuah kotak isolasi dengan penanda skala yang diperluas agar mudah dibaca. Ini adalah prinsip dasar konversi alat ukur sensitif menjadi alat ukur yang lebih kuat.
Penting untuk diingat bahwa amperemeter selalu dipasang secara seri dalam rangkaian agar semua arus harus melewatinya (atau melewatinya bersama dengan shunt). Sebaliknya, voltmeter dipasang secara paralel untuk mengukur beda potensial, dan ia memiliki resistansi internal yang sangat tinggi.
Membuat amperemeter sederhana membantu kita memahami bagaimana insinyur listrik merancang berbagai instrumen ukur, memastikan bahwa alat ukur tersebut tidak hanya berfungsi tetapi juga tidak merusak rangkaian yang sedang diuji. Meskipun saat ini kita lebih sering menggunakan multimeter digital, dasar-dasar fisika yang mendasari alat ini tetap relevan.