JEMBATAN WHEATSTONE

JEMBATAN WHEATSTONE

I.             Latar belakang

Jembatan wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur suatu tahanan atau hambatan yang tidak diketahui dengan menggunakan hambatan pembanding. Untuk menentukan hambatan pada suatu kawat penghantar dapat dilakukan dengan membagi antara tegangan dengan arus yang mengalir didalamnya. Keunggulan dari rangkaian jembatan wheatstone adalah dapat memudahkan pengukuran hambatan yang sangat kecil.

Oleh karena itu perlu dilakukan percobaan ini guna dapat mengetahui prinsip-prinsip dari jembatan wheatstone, serta dapat menyusun rangkaian dari jembatan wheatstone itu sendiri sehingga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

II.            Tujuan

1.    Memahami prinsip kerja jembatan wheatstone

2.    Menyusun rangkaian jembatan wheatstone

3.    Menentukan hambatan yang belum diketahui dengan jembatan wheatstone

III.           Dasar teori

Jembatan wheatstone merupakan suatu rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui harganya. Kegunaan jembatan wheatstone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara , arur yang mengalir pada golvanometersama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya sama besar) sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerjanya adalah sirkuit listrik dalam 4 tahanan dan sumber teganagan yang dihubungkan melalui 2 tittik diagonaldan pada diagonal yang lain dimana galvanometer ditempelkan pada kawatnya untuk mencari nilai nol. (Pratama,2000)

Hambtan listrik adalah pembanding antara tegangan listrik dengan suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik yang mempunyai satuan dapat dirumuskan sebagai berikut:

V = I R

V:tegangan (volt)

I:arus (ampere)

R:hambatan (Ω)

Hambatan R sebuah kawat atau benda lain adalah ukuran beda potensial )V) yang harus terpasang antara benda tersebut sehingga arus sebesar 1 A dapat melewatinya.

(Bucchhe,2006)

Prinsip dasar dari jembatan wheatstone adalah keseimbangan. Sifat umum dari arus listrik adalah arus akan mengalir menuju polaritas yang lebih rendah. Jika terdapat persamaan antara polaritas dari kedua titik maka arus tidak akan mengalir dari kedua titik tersebut. Dalam rangkaian dasar jembatan wheatstone terdapat susunan dari 4 buah hambatan, yang mana dari 2 hambatan tersebut adalah hambatan variable dan hambatan yang belum diketahui disususn secara seri satu sama lain dan pada dua titik diagonalnya dipasang galvanometer dan pada titik diagonal lainnya diberikan sumber tegangan. 

R_a x R =R_x x R_s

R_x = R/R_s  x R_a

(Vanderwall,1985)

IV.          Metodologi percobaan

A.   Alat dan bahan

1.    DC power supply                   (1 buah)

2.    Galvanometer              (1 buah)

3.    Hambatan pembanding          (1 buah)

4.    Hambatan yang dicari  (1 buah)

5.    Kawat 50 cm               (1 buah)

6.    Kabel penghubung                 (secukupnya)

7.    Multimeter                            (1 buah)

B.    Gambar rangkaian

C.   Cara kerja

1.    Susun rangkaian seperti pada gambar

2.    Tempatkan kotak geser di tengah kawat hambatan

3.    ON kan posisi saklar catu daya

4.    Geser kotak gesernya sehingga arus yang melalui galvanometer menjadi nol

5.    Catat nilai L1 dan L2

6.    Tentukan nilai hambatan yang belum diketahui dengan metode grafik

V.            Data pengamatan

Pada multimeter: 460 Ω

No.	L1 (m)	L2 (m)
1	0,42	0,08
2	0,42	0,08
3	0,418	0,082
4	0,419	0,081
5	0,419	0,081
6	0,418	0,082
7	0,418	0,082

VI.          Pembahasan

Pada percobaan jembatan wheatstone, pada dasarnya berprinsip pada penentuan suatu besar hambatan yang tidak diketahui dengan cara membandingkannya dengan hambatan lain yang telah diketahui besar nilai hambatannya. Prinsip jembatan wheatstone secara umum adalah keseimbangan, dimana pada jembatan yang saling berhadapan akan sama besar hambatannya dengan syarat tidak ada arus yang mengalir sehingga jarum galvanometernya menunjukkan angka nol.

Pada hambatan R_a merupakan hambatan yang telah diketahui nilainya yaitu 100 Ω. Rangkaian disusun sedemikian hingga seperti pada gambar sehingga hubungan antara Ra, Rx, serta panjang jembatan saat menunjukkan keseimbangan pada titik nol, dapat ditulis dengan persamaan:

Ra . L1 = Rx . L2

L1 = Rx . L2/Ra

Dari hubungan tersebut dapat di buat persamaan liniernya sehingga dapat di buat grafik dengan gradient yang senilai dengan Rx.

Karena semakin besar L1 mengakibatkan nilai L2/Ra semakin kecil, menunjukkan hubungan yang saling berbanding terbalik, sehingga kemiringan grafiknya kebawah.

Setelah data tersebut diolah di dapat bahwa besar nilai Rx adalah 517 Ω. Sedangkan pada hasil pembacaan multimeter adalah 460Ω. Perbedaan hasil ini dikarenakan oleh beberapa factor diantaranya adalah ketdaktepatan dalam pembacaan alat ukur, baik dari galvanometer maupun multimeter itu sendiri. Oleh karena itu perlu dilakukan pengulangan percobaan guna mendapatkan hasil percobaan yang lebih akurat.

VII.         Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1.    Prinsip dari percobaan jembatan wheatstone adalah keseimbangan, dimana pada hambatan yang saling berhadapan akan sama besar hambatannyadengan syarat tidak ada arus yang mengalir sehingga jarum galvanometer menunjukkan angka 0.

2.    Menyusun rangkaian jembatan wheatstone

3.    Besar nilai hambatan Rx 517Ω sedangkan pada multimeter terbaca 460Ω

VIII.        Daftar pustaka

Bucchhe.2006.Fisika Jilid 2.Jakarta:Erlangga

Pratama.2000.Fisika Dasar II.Jakarta:Erlangga

Vanderwal.1985.General Physics.Jakarta:Erlangga