Bab vi jembatan dc

BAB V
JEMBATAN DC

Rangkaian jembatan, yang dikategorikan sebagai alat ukur jenis pembanding, secara
luas digunakan untuk mengukur resistansi, induktansi dan kapasitansi.

Rangkaian jebatan beroperasi dangan prinsip penunjukkan nol.

Penunjukkannya tidak tergantung pada kalibrasi dari peralatan penunjuk atau
beberapa karakteristiknya.

Derajat ketelitian yang sangat tinggi dapat dicapai dengan menggunakan system
jembatan.

Rangkaian jembatan juga sering digunakan dalam rangkaian control.
5.1 JEMBATAN WHEATSTONE

Jembatan Wheatstone ditemukan oleh Christie pada tahun 1833 tetapi jarang
digunakan.

Pada tahun 1847 Sir Charles Wheatstone, yang namanya dipakai pada rangkaian ini,
diakui sebagai ahli yang memungkinkan alat tersebut untuk mengukur resistansi
dengan sangat akurat.

Alat ini masih merupakan alat yang akurat serta dapat diandalkan, dan banyak
digunakan pada industry.

Akurasi 0,1 % dapat dicapai dengan jembatan Wheatstone berlainan dengan
ohmmeter yang memiliki kesalahan 3 sampai 5 % untuk pengukuran resistansi.
Gambar 5.1
Rangkaian Jembatan Wheatstone

Dalam penggunaan jembatan untuk menentukan harga sebuah resistor yang tidak
diketahui, katakanlah R4 salah satu resistor yang divariasi (diubah-ubah sampai arus
yang melalui detector G turun sampai nol.

Jembatan kemudian dalam kondisi seimbang, dimana tegangan R3 sama dengan
tegangan jatuh pada R4 dengan demikian dapat dinyatakan bahwa:
I 3 R3  I 4 R4

5.1
Juga, pada keadaan seimbang tegangan jatuh pada R1 dan R2 juga sama dengan
demikian:
I1 R1  I 2 R2
5.2

Selama tidak ada arus yang mengalir pada Galvanometer G maka jembatan dalam
keadaan seimbang, sehingga:
I1  I 3
dan
I2  I4

5.3
Substitusi I1 pada I3 dan I2 pada I4 membuat persamaan (5.1) menjadi:
R1 R2

R3 R4
yang dapat dituliskan kembali menjadi:
R1 R4  R2 R3
5.4
5.2 SENSITIVITAS JEMBATAN WHEATSTONE

Sensitivitas S dapat dinyatakan dengan satuan:
milli _ meter
S
A

Penyimpangan totalnya adalah :
D  SI
dimana:
S = Sensitivitas
I = arus (A)
TEGANGAN EKUIVALEN THEVENIN

Tegangan ekuivalen thevenin diperoleh dengan memindahkan
galvanometer dari rangkaian jembatan seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 5.2 dan menghitung tegangan “open circuit” antara
terminal a dan b.
Gambar 5.2
Rangkaian Ekuivalen
Thevenin
Penerapan persamaan pembagi tegangan dapat menunjukkan tegangan pada titik a
yaitu:
R3
Ea  E
R1  R3
Tegangan pada titik b yaitu:
R4
Eb  E
R2  R4
Tegangan ekuivalen thevenin yaitu:
ETh  Ea  Eb  E
R3
R4
E
R1  R3
R2  R4
 R3
R4 

ETh  E 

 R1  R3 R2  R4 

Resistansi ekuivalen thevenin dari rangkaian pada gambar dibawah dihitung sebagai
R1//R3 dan R2//R4 atau
R1 R3
R2 R4
RTh 

R1  R3 R2  R4
RTh
a
Gambar 5.3
Rangkaian ekuivalen thevenin untuk
jembatan Wheatstone tak seimbang
E
b
Contoh 5.1
Solusi:
Ig  0
R1 Rx  R2 R3
R2 .R3
Rx 
R1
5000  2000
Rx 
 25k
400
Solusi :
RTh  R1 // R3  R2 // R4
RTh  500 1000
 500 100
1500
600
RTh  333,33  83,33  416,66
RTh  0,417 k
Va 
R3
1000
E 
 6V  4V
R1  R3
1500
Vb 
R4
100
E 
 6V  1V
R2  R4
600
VTh  Va  Vb  3V
I g  I Th
VTh
3V
Ig 

 3,27 mA
RTh  Rg 417  500
D  I g  Sensitivitas
D  3,27 10
3
10 mmA
 32700mm / mmA