JEMBATAN WHEAT STONE

Laporan Praktikum Elektronika

RANGKAIAN JEMBATAN WHEAT-STONE

Nama             :Via Azelia

 NIM              : 1305106010043

 Kelas             : Jum’at 16.15 WIB

Asisten           : Mahfuddin

  

LABORATORIUM ELEKTRONIKA

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM BANDA ACEH

2015

I.     PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Kita mengetahui bahwa dalam sebuah rangkaian diperlukan pengukuran untuk mengukur tegangan, hambatan dalam sebuah rangkaian tersebut, jadi pada tahun 1833 ditemukanlah sebuah alat ukur yang diberi nama Jembatan Wheatstone oleh Samuel Hunter Christie dan kemudian diperlukan oleh Sri Charles Wheatstone pada tahun 1843. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua kali dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup komponen diketahui kerjanya mirip dengan aslinya potensiometer.

Rangkaian jembatan secara luas telah digunakan dalam beberapa pengukuran nilai suatu komponen seperti: rasistansi, induktansi, dan kapasitansi serta parameter-parameter rangkaian lainnya yang diperoleh langsung dari nilai komponnya seperti frekuensi, sudut fasa, dan temperatur. Karena rangkaian jembatan hanya membandingkan antara nilai komponen yang belum diketahui dengan komponen standar yang telah diketahui nilainya, maka akurasi pengukurannya menjadi hal yang sangat penting, terutama pada pembacaan pengukuran perebandingannya yang  hanya didasarkan pada sebuah indikator NOL pada kesetimbangan jembatan.

Pada kehidupan kita sehari-hari tidak pernah lepas dihadapkan dengan namanya arus listrik. Arus listrik searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari nilai negatif ke positif atau sebaliknya). Arus listrik searah dikenal dengan singkatan DC ( Direct Current). Sesuia dengan namanya, listrik arus searah ini mengalir ke satu jurusan saja dalam kawat penghantar, yaitu dari kutup positif (+) ke kutup negatif (-). Penerapan listrik searah dapat dilihat dalam rangkaian seri, rangkain pararel, dan juga pada jembatan wheatstone.

Listrik adalah salah satu bentuk energi yang banyak digunakan oleh manusia. Bentuk energi listrik mudah diubah ke bentuk lain seperti energi bunyi, energi panas, energi cahaya, dan energi gerak. Sarana untuk mengalirkan listrik adalah kawat logam. Namun, listrik tidak mengalir begitu saja dalam kawat logam karena

ada hambatan yang  menghalanginya. Besarnya hambatan bergantung pada jenis logam dari kawat tersebut.

B.     Tujuan Praktikum

Mahasiswa memahami prinsip rangkaian jembatan WheatStone dan dapat mengaplikasikannya sebagai bagian dari suatu instrumen.

II.       TINJAUAN PUSTAKA

Jembatan Wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui harganya (besarnya). Kegunaan dari jembatan Wheatstone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir pada galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya sama besar). Sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerja dari jembatan Wheatstone adalah sirkuit listrik empat tahanan dan sumber tegangan yang dhubungkan melalui dua titik diagonal dan pada kedua titik diagonal yang lain dimana galvanometer di tempat seperti yang diperlihatkan pada jembatan Wheatstone (Pratama, 2009).

Jembatan Wheatstone digunakan untuk melakukan pengukuran hambatan yang tepat. Hambatan tidak diketahui yang akan diukur, R_x diletakkan pada rangkain jembatan, dan resistor variabel R₃ diatur sehingga galvonometer tidak menyimpang ketika skalar ditutup. Untuk susunan nini tidak ada arus yang mengalir dari B ke D, sehingga Bdan D berada pada potensial yang sama. Jembatan Wheatstone adalah suatu alat pengukur, alat ini dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relatif kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kartsluiting dan sebagainya (Giancoli,2001).

Rangkaian jembatan Wheatstone adalah R_x hambatan yang besarnya dapat diubah-ubah R₁ adalah hambatan yang akan diukur besarnya. Jika skalar S dihubungkan jarum galvonometer G akan menyimpang kekiri atau ke kanan dari kedudukan setimbangnya. Dengan mengubah-ubah nilai R_x, rangkain dapat dibuat setimbang sehingga jarum galvonometer G menunjukkan angka nol (arus yang mengalir pada galvonometer G sama dengan nol). Pada keadaan tersebut R₁ dan R_x sama yaitu I₁. Begitupun arus yang melalui R₂ dan R₃ sama yaitu I₂ (Kamajaya,2007).

Jembatan Wheatstone merupakan salah satu model rangkaian hambatan listrik. Rangkaian tersebut jadi menarik karena memiliki sifat yang khusus. Sifat itu telah dijelaskan oleh Wheatstone sehingga dinamakan jembatan Wheatstone. Apabila arus listrik yang melalui rangkain diubah-ubah atau beda potensial

 diubah-ubah maka padasaat beda potensial di titik C sama dengan beda potensial di titik D (V_CD = 0) akan memenuhi sifat perkalian silang hambatan-hambatannya bernilai sama, yaitu R_1.R₃ = R_2. R₄ (Damari,2006).

III.    METODOLOGI PELAKSANAAN

A.    Tempat dan Waktu

Adapun praktikum kali ini dilaksanankan pada Laboratorium Elektronika Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Syiah Kuala. Pada tanggal 27 November 2015, pukul 16.15 WIB.

B.     Bahan dan Alat

Adapun bahan dan alat yang dipraktikumkan kali ini adalah Resistor, Potensiometer, Catu Daya, Projec Board dan Multimeter.

C.    Tahapan Pelaksana

Adapun tahapan pelaksana dari praktikum kali ini adalah sebagai berikut:

1.    Susun rangkaian seperti pada gambar (4). Setelah rangkaian yang anda susun di setujui assisten, hubungkan catu daya ke jaringan PLN.

2.    Tempatkan kotak geser di tengah-tengah kawat hambatan.

3.    ON kan posisi saklar catu daya.

4.    Geser kotak gesernya sehingga arus yang melalui Galvanometer menjadi Nol.

5.    Catat harga L₁ dan L₂ (sertakan  ketidakpastiannya).

6.    Ulangi langkah nomor  3-5 untuk harga Rx yang lain.

7.    Ulangi langkah nomor 1-5 untuk Rx yang di hubungkan seri (gunakan hambatan di atas ).

8.    Ulangi langkah nomor 1-5 untuk hambatan Rx yang di hubungkan paralel ( gunakan hambatan di atas).

B.Pembahasan

Jembatan Wheatstone pertama kali dibuat oleh Charles Wheatstone. Fungsi jembatan wheatstone adalah untuk menghitung besar suatu hambatan yang tidak diketahui besar hambatannya (pada waktu itu Ohmmeter belum ditemukan dan memang Ohmmeter hingga saat ini masih menggunakan prinsipkerja jembatan Wheatstone).Pada saat ini jembatan wheatstone lebih sering digunakan sebagai alat bantu untuk pengukuran (instrumentasi), karena rangkaian ini sangat sensitif dan akurat. Beberapa alat ukur yang mengunakan prinsip jembatan wheatstone : Ohmmeter, voltmeter, amperemeter, termometer elektronik, staingauge dan lain sebagainya. Hampir semua alat ukur menggunakan prinsip ini. Salah satu kelebihan jembatan wheatstone adalah dapat digunakan untuk mengukur perubahan yang sangat kecil pada hambatan.

Prinsip kerja jembatan Wheatstone yaitu adalah sebagai berikut: Hubungan antara resivitasi dan hambatan, yang berarti setiap penghantar memiliki besar hambatan tertentu, dan juga menetukan hambatan sebagai fungsi dan perubahan suhu. Hukum Ohm yang menjelaskan tentang hubungan antara hambatan, tegangan dan arus listrik, yang mana besar arus yang mengalir pada galvonomater diakibatkan oleh adanya suatu hambatan. Hukum Kirchoff 1 dan 2, yang mana sesuai hukum ini menjelaskan jembatan dalam keadaan seimbang karena besar arus pada ke-2 ujung galvonometer sama besar sehingga saling meniadaka.

Aplikasi jembatan Wheatsteone salah satunya adalah dalam percobaan pengukuran regangan pada benda uji berupa beton atau baja. Dalam percobaan kita gunakan strain gauge, yaitu semacam pita yang terdiri dari rangkain listrik untuk mengukur dilatasi benda uji berdasarkan perubahan hambatan penghamtar di dalam strain gauge. Strain gauge ini direkatkan kuat pada benda uji sehingga deformasi pada benda uji akan sama deformasi pada strain gauge. Seperti kita ketahui, jika suatu material ditarik atau ditekan, maka terjadi perubaan dimensi dari material tersebut sesuai dengan sifat-sifat elastisitas benda. Perubahan dimensi pada penghantar akan menyebabkan perubahan hambatan listrik, ingat persaman R= ρ. L/A. Perubahan hambatan ini sedemikian kecilnya sehingga untuk menghasilkan hasil eksaknya harus dimasukkan ke dalam rangkaian

 jembatan Wheatstone. Rangkaian listrik dan jembatan Wheatstonenya susah ada dalam strain gauge.

V.PENUTUP

A.    Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan adalah sebagai berikut:

1.      Jembatan Wheatstone pertama kali dibuat oleh Charles Wheatstone

2.      Fungsi jembatan wheatstone adalah untuk menghitung besar suatu hambatan yang tidak diketahui besar hambatannya (pada waktu itu Ohmmeter belum ditemukan dan memang Ohmmeter hingga saat ini masih menggunakan prinsipkerja jembatan Wheatstone)

3.      Kelebihan jembatan wheatstone adalah dapat digunakan untuk mengukur perubahan yang sangat kecil pada hambatan.

4.      Prinsip kerja jembatan Wheatstone yaitu adalah sebagai berikut: Hubungan antara resivitasi dan hambatan, Hukum Ohm yang menjelaskan tentang hubungan antara hambatan, dan Hukum Kirchoff 1 dan 2.

5.      Aplikasi jembatan Wheatsteone salah satunya adalah dalam percobaan pengukuran regangan pada benda uji berupa beton atau baja.

B.     Saran

Adapun saran dari saya asisten sudah baik dalam menjelaskan untuk kedepannya semoga dapat lebih baik lagi. Semangat buat asisten dan terima kasih J

DAFTAR PUSTAKA

Damari. 2006. Panduan Lengkap Eksperimen Fisika SMA.Wahyu Media, Jakarta.

Giancoli. 2001. FISIKA. Erlangga, Jakarta.

Kamajaya. 2007. Cerdas Belajar Fisika Untuk Kelas X SMA. Grafindo, Bandung.

Pratama. 2009. Dasar-Dasar Rangkaian Elektronika. Erlangga, Jakarta.