File

Menentukan Nilai Hambatan Listrik yang
Presisi ( Jembatan Wheatstone )
Dwi Handayani Yulfi
1001135016
FKIP, Universitas Muhammadiyah
Prof.Dr.Hamka,
Jakarta
tidak akan mengalir dari kedua titik tersebut.
Dalam rangkaian dasar jembatan wheatstone
penghubung kedua titik tadi disebut sebagai
jembatan
wheatstone.
Hambatan
listrik
digunakan untuk mengatur besarnya arus listrik
dalam suatu rangkaian. Jika hambatan listrik
dilalui arus listrik akan terjadi perubahan energi
listrik menjadi energi kalor, dan hal ini
merupakan prinsip kerja, misalkan kompor dan
setrika listrik.
Abstract
The basic principle of the Wheatstone
bridge is balance. The general nature of the
electric current is the current will flow to the
lower polarity. If there are similarities between
these two points then the polarity of the current
will not flow from the two points. In the basic
circuit Wheatstone bridge connecting the two
points is called the Wheatstone bridge. Electrical
resistance is used to regulate the amount of
electric current in a circuit. If the electrical
resistance through the electric current will be
changes electrical energy into heat energy, and
this is the working principle, eg cookers and
electric irons.
Electrical resistance of an introduction
(conductor) is a comparison of the potential
difference between the end of the conductor with
electric current through it. Therefore, one way to
measure the electrical resistance of the
conductor is the measure of potential difference
from the edges with a voltmeter and measure the
electrical current through the ampermeter.
Keyword : Wheatstone bridge, Electrical
resistance, The principle of the wheatstone.
Abstrak
Prinsip dasar dari jembatan wheatstone
adalah keseimbangan. Sifat umum dari arus
listrik adalah arus akan mengalir menuju
polaritas yang lebih rendah. Jika terdapat
persamaan polaritas antara kedua titik maka arus
Hambatan listrik dari suatu pengantar
(konduktor) adalah perbandingan dari beda
potensial antara ujung konduktor dengan arus
listrik yang melaluinya. Oleh karena itu salah
satu cara untuk mengukur besar hambatan listrik
dari konduktor adalah mengukur beda potensial
dari ujung-ujungnya dengan voltmeter dan juga
mengukur arus listrik yang melaluinya dengan
amperemeter.
Pendahuluan
Hambatan listrik digunakan untuk
mengatur besarnya arus listrik dalam suatu
rangkaian. Jika hambatan listrik dilalui arus
listrik akan terjadi perubahan energi listrik
menjadi energi kalor, dan hal ini merupakan
prinsip kerja, misalkan kompor dan setrika
listrik.
Hambatan listrik dari suatu pengantar
(konduktor) adalah perbandingan dari beda
potensial antara ujung konduktor dengan arus
listrik yang melaluinya. Oleh karena itu salah
satu cara untuk mengukur besar hambatan listrik
dari konduktor adalah mengukur beda potensial
dari ujung-ujungnya dengan voltmeter dan juga
mengukur arus listrik yang melaluinya dengan
amperemeter.
Untuk pengukuran hambatan listrik
dengan voltmeter dan amperemeter dapat
digunakan rangkaian- rangkaian seperti pada
gambar 1a atau gambar 1b.
Kajian Teori
Prinsip
dasar
dari
jembatan
wheatstone adalah keseimbangan. Sifat umum
dari arus listrik adalah arus akan mengalir
menuju polaritas yang lebih rendah. Jika
terdapat persamaan polaritas antara kedua titik
maka arus tidak akan mengalir dari kedua titik
tersebut. Dalam rangkaian dasar jembatan
wheatstone penghubung kedua titik tadi disebut
sebagai jembatan wheatstone.
Pada gambar 1a amperemeter A
mengukur arus iR yang melalui hambatan R,
tetapi voltmeter V menunjukkan pembacaan
beda potensial Vac dan bukan beda potensial Vbc
yaitu beda potensial yang sebenarnya dari ujungujung hambatan R.
Cara pengukuran hambatan R dengan
rangkaian gambar 1a hanya akan memberikan
nilai R yang sebenarnya yaitu perbandingan dari
Vac dan iR jika hambatan dalam dari
amperemeter RA sama dengan nol.
Jika, RA
bagi Vac dan iR harus dikoreksi.
Pada rangkaian gambar 1b voltmeter V
menunjukkan pembacaan beda potensial Vab dari
ujung-ujung R, tetapi amperemeter A
menunjukkan pembacaan arus i dimana i = iR +
iV yaitu ir arus yang melalui R dan iV arus yang
melalui voltmeter V. Nilai R yang sebenarnya
adalah Vab dibagi dengan iR tetapi karena yang
ditunjukkan oleh amperemeter ialah i, nilai r
yang diperoleh dari pembacaan pada voltmeter
V dan amperemeter A harus dikoreksi untuk
memperoleh nilai R yang sebenarnya.
Hambatan
listrik
merupakan
karakteristik suatu bahan pengantar listrik/
konduktor,yang dapat di gunakan untuk
mengatur besarnya arus listrik yang melewati
suatu rangkaian.
Hambatan sebuah konduktor di antara
dua titik diukur dengan memasang sebuah beda
potensial diantara titik-titik tersebut dan
membandingkannya dengan arus listrik yang
terukur. ( R=V/ I ).
Dasar Teori
Pengukuran Rx
Untuk menentukan nilai hambatan
listrik dengan presisi digunakan metode
jembatan Wheatstone yang rangkaian di
tunjukkan dalam gambar 1.
Rx
d
a
R1
G
R2
b
c
R3
Gambar 1
Bila Vac = Vbc , maka dalam keadaan
saklar S tutup. Maka penunjukkan galvanometer
G adalah nol. Dalam gambar R1 , R2 , dan R3, di
ketahui sehingga hambatan Rx yang di cari
adalah
Rx =
𝑅₁ . 𝑅₂
𝑅₃
… (1)
Rek
Dalam praktek, R2 , dan R3 di ganti
dengan sebuah pembagi tegangan ( voltage
divider atau potensiometer ) seperti ditunjukkan
pada gambar 2. Pembagi tegangan ini
merupakan kawat lurus homogen (resistivitas
dan diameter sama), sehingga hambatannya
sebanding dengan panjang kawat. Jadi R1
menjadi p1 ( panjang sebagian kawat pertama)
dan R2 menjadi p2. Maka
Rx = [
𝑝₁
𝑝₂
] R1
V
Gambar 3
R1
a
b
R2
… (2)
Rek
Dalam hal ini, R1 adalah hambatan standar.
a
b
Gambar 4
Metode Penelitian
p1
Rx
a
G
b
Rstandar
p2
Gambar 2
Hambatan Seri dan Paralel
Bila dua hambatan dihubungkan secara
seri seperti pada gambar 3, maka kedua
hambatan dapat digantikan oleh sebuah
hambatan ekivalen :
Rek = R1 + R2
…(3)
Dan untuk hambatan parallel gambar 4
𝑅₁.𝑅₂
Rek = 𝑅₁ +𝑅₂
V
R1
R2
…(4)
Dalam percobaan ini menggunakan
metode
eksperimen,
dengan
melakukan
percobaan di laboratorium fisika dasar. Dengan
langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang
telah disediakan.
2. Menyusun alat percobaan
3. Melakukan pengecekan alat
4. Melakukan percobaan
Pengujian Sistem
Adapun langkah-langkah percobaan sebagai
berikut :
1. Menghubungkan rangkaian seperti
gambar 1 jangan menyalakan catu daya
sebelum diperiksa.
2. Dalam keadaan saklar S buka,
menyalakan catu daya, kemudian
naikkan satu tahap (3 volt)
3. Mengukur Vac = Vbc dengan multimeter
(tanyakan kepada asisten). Geser
kedudukan titk b sehingga perbedaan
Vac = Vbc sekecil mungkin.
4. Tutup saklar S, yakni menghubungkan
G ketika titik a ubah (geser) kedudukan
titik b (dengan pisau) sambil mengubah
hambatan gese, dari maksimum ke
minimum
sehingga
diperoleh
penunjukkan galvanometer menjadi nol.
5. Ubah arah arus dengan saklar pada
komutator (pembalik arus). Atur agar
penunjukkan galvanometer menjadi nol.
6. Mencatat p1, p2, dan hambatan standar
7. Mematikan catu daya
8. Mengganti dengan Rx lain, misalnya Rx2
9. Mengulangi percobaan 1s/d 7 untuk
menentukan Rx2
10. Menambahkan Rx1 yang sudah diukur
sebelumnya sehingga Rx1 seri dengan
Rx2
11. Mengulangi percobaan 1s/d 7 untuk
menentukan Rek dan hubungan seri
tersebut
12. Memasang Rx1 paralel dengan Rx2 .
Mengulangi percobaan 1s/d 7 untuk
menentukan Rek dari hubungan parallel
tersebut.
Hasil dan Pembahasan
Dari
percobaan
yang
dilakukan
mendapatkan data sebagai berikut :
Hambatan R
R1
R2
R1 seri dengan R2
R1 paralel dengan R2
R1
66,67Ω
Panjang
kawat (p1)
(cm)
(40±0,05)
(48±0,05)
(43±0,05)
(38±0,05)
R2
92,3Ω
Panjang
Kawat
(p2) (cm)
(60±0,05)
(52±0,05)
(57±0,05)
(62±0,05)
Rek
38,7Ω
Seri
Paralel
R1
Rek
R2
Rek
75Ω
136Ω
61Ω
33,64Ω
Kesimpulan
1. Tegangan yang diukur pada dua titik
mempunyai polaritas yang sama adalah
0 volt.
2. Tegangan pada jembatan adalah selisih
tegangan antara dua polaritas tersebut
3. Arus akan mengalir dari titik jembatan
yang berpolaritas tinggi ke titik yang
berpolaritas rendah.
Daftar Pustaka
Halliday, “Fisika Jilid 2” ( terjemahan ) bab
32