Mengukur Besar Hambatan Metode Jembatan WheatStone
Mengukur Besar Hambatan Metode Jembatan WheatStone – Dalam salah satu mata kuliah teknik elektro tentang tenik pengukuran listrik ataupun rangkaian listrik tentunya kita belajar mengenai cara mengukur besar hambatan /resistor menggunakan metode Jembatan WheatStone.
Rangkaian jembatan wheatstone adalah susunan dari 4 buah hambatan, yang mana 2 dari hambatan tersebut adalah hambatan variable dan hambatan yang belum diketahui besarnya yang disusun secara seri satu sama lain dan pada 2 titik diagonalnya dipasang sebuah galvanometer dan pada 2 titik diagonal lainnya diberikan sumber tegangan.
Dengan mengatur sedemikian rupa besar hambatan variable sehingga arus yang mengalir pada Galvanometer = 0, dalam keadaan ini jembatan disebut seimbang, sehingga sesuai dengan hukum Ohm berlaku persamaan: Rangkaian jembatanwheatstone juga dapat disederhanakan dengan menggunakan kawat geser bila besarnya hambatan bergantung pada panjang.
Prinsip dasar pengukuran listrik metoda Jembatan WheatStone adalah membandingkan besar hambatan yang belum diketahui dengan besar hambatan listrik yang sudah diketahui nilainya. Gambar berikut menunjukkan prinsip dari rangkaian listrik Jembatan Wheatstone.
Diberikan rangkaian seperti gambar dibawah. Jika R1 = 50 Ω, R2 = 60 Ω, R3 = 40 Ω, R4 = 20 Ω, R5 = 30 Ω
Hitung hambatan pengganti dari rangkaian diatas!
sehingga rangkaian yang baru adalah seperti gambar berikut:
dengan
Langkah berikutnya adalah
seri antara Rb dan R2 didapat : 15 + 60 = 75 Ω
seri antara Rc dan R3 didapat : 6 + 40 = 46 Ω
paralel antara dua hasil diatas
Rangkaian jembatan wheatstone adalah susunan dari 4 buah hambatan, yang mana 2 dari hambatan tersebut adalah hambatan variable dan hambatan yang belum diketahui besarnya yang disusun secara seri satu sama lain dan pada 2 titik diagonalnya dipasang sebuah galvanometer dan pada 2 titik diagonal lainnya diberikan sumber tegangan.
Dengan mengatur sedemikian rupa besar hambatan variable sehingga arus yang mengalir pada Galvanometer = 0, dalam keadaan ini jembatan disebut seimbang, sehingga sesuai dengan hukum Ohm berlaku persamaan: Rangkaian jembatanwheatstone juga dapat disederhanakan dengan menggunakan kawat geser bila besarnya hambatan bergantung pada panjang.
Prinsip dasar pengukuran listrik metoda Jembatan WheatStone adalah membandingkan besar hambatan yang belum diketahui dengan besar hambatan listrik yang sudah diketahui nilainya. Gambar berikut menunjukkan prinsip dari rangkaian listrik Jembatan Wheatstone.
E : sumber tegangan listrik searah.
S : penghubung arus.
G : galvanometer.
RG : hambatan geser (rheo stat).
R1 dan R2 : hambatan listrik yang diketahui nilainya.
Rb : bangku hambatan.
X : hambatan yang akan ditentukan nilainya.
Setelah S ditutup, dalam rangkaian akan ada arus listrik. Jika jarum dari galvanometer G mengalami penyimpangan berarti ada arus listrik yang melalui galvanometer G, berarti juga antara titik C dan titik D ada beda potensial.
Dengan mengubah-ubah besarnya hambatanRb, R1 dan juga R2, dapat diusahakan sehingga galvanometer G tidak dilalui arus lagi, yang berarti potensial titik C dan titik D sama. Karena itu arus yang melalui R1 dan R2 sama, misalnya i1. Demikian juga arus yang melalui Rb dan X sama misalnya i2.
Dengan menggunakan hukum Ohm, dapat diperoleh nilai dari X yang dinyatakan dengan R1, R2 dan Rb sebagai berikut :
Untuk menambah ketelitian pengukuran pada rangkaian dapat ditambahkan komutator K yang dapat digunakan untuk membalikkan arah arus dalam rangkaian. Pada kawat hambatan dapat digeser-geserkan kontak geser C untuk mengubah-ubah besarnya hambatan RAC dan RCB.
- Prinsip dari metode jembatan wheatstone adalah
1. Hubungan antara resitivitas dan hambatan, yang berarti setiap penghantar memiliki besar hambatan tertentu. Dan juga menentukan hambatan sebagai fungsi dari perubahan suhu
2. Hukum Ohm yang menjelaskan tentang hubungan antara hambatan, tegangan dan arus listrik. Yang mana besar arus yang mengalir pada galvanometer diakibatkan oleh adanya suatu hambatan.
3. Hukum Kirchoff 1 dan 2, yang mana sesuai dari hukum ini menjelaskan jembatan dalam keadaan seimbang karena besar arus pada ke-2 ujung galvanometer sama besar sehingga saling meniadakan.
Contoh Soal2. Hukum Ohm yang menjelaskan tentang hubungan antara hambatan, tegangan dan arus listrik. Yang mana besar arus yang mengalir pada galvanometer diakibatkan oleh adanya suatu hambatan.
3. Hukum Kirchoff 1 dan 2, yang mana sesuai dari hukum ini menjelaskan jembatan dalam keadaan seimbang karena besar arus pada ke-2 ujung galvanometer sama besar sehingga saling meniadakan.
Diberikan rangkaian seperti gambar dibawah. Jika R1 = 50 Ω, R2 = 60 Ω, R3 = 40 Ω, R4 = 20 Ω, R5 = 30 Ω
Pembahasan
Pada rangkaian diatas kondisinya adalah:
sehingga R5 tidak bisa dihilangkan begitu saja, harus dimasukkan dalam perhitungan. Solusinya adalah mengganti R1, R4 dan R5 dengan 3 buah hambatan baru sebutlah Ra, Rb dan Rc agar rangkaian diatas bisa diselesaikan secara seri / paralel. Berikut ilustrasi dan rumus transformasinya:
Langkah berikutnya adalah
seri antara Rb dan R2 didapat : 15 + 60 = 75 Ω
seri antara Rc dan R3 didapat : 6 + 40 = 46 Ω
paralel antara dua hasil diatas
terakhir serikan Rparalel dengan Ra sebagai Rtotal :
Dengan demikian didapatkan hambatan pengganti untuk rangkaian jembatan Wheatstone diatas adalah 37,89 Ω.
mau tanya kalo mencari nilai arus pada R5 gimana?
BalasHapus