jembatan wheatsone

JEMBATAN WHEATSTONE

I.     Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu :

1.      Memahami prinsip kerja Jembatan Wheatstone.

2.      Menyusun sendiri rangkaian Jembatan Wheatstone.

3.      Menentukan besarnya hambatan yang belum diketahui dengan Jembatan Weatstone.

4.      Menghitung hambatan pengganti untuk rangkaian seri dan paralel.

II. Alat dan Bahan

1. Catu Daya

2. Hambatan geser/ Rheostat 1-100 ohm

3. Hambatan 50 ohm

4. Hambatan 100 ohm

5. Galvanometer

6. Set papan jembatan wheatstone

7. Multimeter

8. Kabel penghubung

III. Dasar Teori

hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan pengantar listrik/ konduktor,yang dapat di gunakan untukmengatur 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 ). pengukuran hambatan listrik dengan dengan voltmeter dan ampermeter.

Cara lain untuk mengukur besar hambatan listrik yang belum diketahui ialah metoda "Jembatan Wheatstone". Mengukur besarnya hambatan listrik yang belum diketahui dengan metoda "Jembatan Wheatstone" pada dasarnya ialah membandingkan besar hambatan yang belum diketahui dengan besar hambatan listrik yang sudah diketahui nilainya. Gambar. 1 menunjukkan prinsip dari rangkaian listrik Jembatan Wheatstone. 

 

 

Keterangan Gambar :

S: Saklar penghubung                                    

            G:Galvanometer                                             

E: Sumber tegangan arus

Rs:Hambatan geser

Ra dan Rb:Hambatan yang sudah di ketahui nilainya.

            Rx: Hambatan yang belum diketahui nilainya

Rangkaian jembatan wheatstone diatas merupakan 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 besar hambatan variable sehingga arus yang mengalir pada Galvanometer = 0, dalam keadaan ini jembatan disebut seimbang.

 

Saat saklar S di tutup,maka arus akan melewati rangkaian.Jika jarum Galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya,yaitu antara titik C dan D ada beda potensial.Dengan mengatur besarnya Ra dan Rb juga hambatan geser Rs akan dapat di capai galvanometer G tak teraliri arus,artinya tak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan demikian akan berlaku persamaan : Rx = (Ra/Rb)Rs

Sebenarnya jembantan wheatsone ini berhubungan dengan hukum kirchoff yaitu

a. Hukum Kirchoff I
Gustav Robert Kichoff (1824-1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian dikenal dengan hukum Kirchoff. Hukum Kirchoff berbunyi “Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan.”

 I masuk =  I keluar

b. Hukum Kirchoff II
Hukum Kirchoff II berbunyi, “Dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol.” Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak adanya energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut atau dalam arti semua energi bisa digunakan atau diserap.

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.

IV. Prosedur Percobaan

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

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

3.    tekan tombol ON pada 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).

.