JEMBATAN WHEATSTONE

 

      I.        Tujuan

1.    Menentukan nilai hambatan listrik yang presisi (Jembatan Wheatstone).

2.    Menyelidiki hubungan hambatan ekivalen rangkaian seri dan parallel.

    II.        Alat-alat

1.    Hambatan geser                                       5. Potensiometer

2.    Catu daya DC                                           6. Komutator (Pembalik Arus)

3.    Hambatan tetap                                        7. Kabel-kabel

4.    Galvanometer

   III.        Teori

3.1   Pengukuran RX

Untuk menentukan nilai hambatan listrik dengan presisi digunakan metode jembatan wheatstone, yang rangkaiannya ditunjukkan dalam gambar 3.1.

Bila Vac = Vbc, maka dalam keadaan saklar S tutup, maka penunjukkan galvanometer G adalah nol. Dalam gambar tersebut, R1, R2, dan R3. Diketahui sehingga hambatan RX yang dicari adalah :

RX = (R1/R2)/R3  ………………………………….      (3.1)

Dalam praktek, R2 dan R3 diganti dengan sebuah pembagi tegangan (voltage divider, atau potensiometer) seperti ditunjukkan dalam gambar 3.2. pembagi tegangan ini merupakan kawat lurus homogen (resistivitas dan diameter sama), sehingga hambatannya sebanding dengan panjang kawat. Jadi, R2 menjadi P1 (panjang sebagian kawat pertama) dan R3 menjadi P2. Maka :

RX = (P1 / P2)R1 ………………………………………………  (3.2)

Dalam hal ini R1 adalah hambatan standar.

3.2   Hambatan Seri dan Parallel

Bila hambatan dihubungkan secara seri seperti gambar 3.3, maka kedua hambatan dapat digantikan oleh sebuah hambatan ekivalen :

Rek = R1 + R2 ………………………………………………  (3.3)

 Dan untuk hambatan parallel (gambar 3.4) :

Rek = R1 R2 /(R1 + R2) ………………………………….  (3.4)

 

  IV.        Percobaan

1.    Menghubungkan rangkaian seperti gambar 3.1, jangan menyalakan catu daya sebelum diperiksa dosen.

2.    Dalam keadaan saklar S terbuka, menyalakan catu daya. Kemudian menaikkan satu tahap (3 volt).

3.    Mengukur  Vbc dan Vac dengan multimeter. Menggeser titik b sehingga perbedaan Vbc  dan Vac sekecil mungkin.

4.    Menutup saklar S, yakni menghubungkan G ke titik a. Mengubah (menggeser) kedudukan titik b (dengan pisau) sambil mengubah hambatan geser, dari maksimum ke minimum sehingga diperoleh penunjukkan galvanometer menjadi nol.

5.    Mengubah arah arus dengan mengubah skalar pada komutator (pembalik arus). Mengatur agar penunjukkan galvanometer menjadi nol.

6.    Mencatat PI, dan P2 dan hambatan standar.

7.    Mematikan catu daya.

8.    Mengganti dengan Rx lain, misalnya Rx2.

9.    Mengulangi percobaan 1 s/d 7 untuk menentukan Rx2.

10.  Menambahkan Rx1 yang sudah diukur sebelumnya sehingga Rx1 seri dengan Rx2.

11.  Mengulangi percobaan 1 s/d 7 untuk menentukan Rek dari hubungan seri tersebut.

12.  Memasang Rx1 parallel dengan Rx2. Mengulangi percobaan 1 s/d 7 untuk menentukan Rek dari hubungan parallel tersebut.

 

 

 

 

v.         Tugas Pendahuluan

             1. Membuat tabel pengamatan pada laporan awal anda. Lihat contoh pada modul I?

             Jawab:

              

No

Hambatan R

Panjang Kawat (P1)

Panjang Kawat (P2)

1.

Rx1

( ………. + ….…..) cm

( ………. + ….…..) cm

2.

Rx2

( ………. + ….…..) cm

( ………. + ….…..) cm

3.

Rx1 seri dengan Rx2

( ………. + ….…..) cm

( ………. + ….…..) cm

4.

Rx1 paralel dengan Rx2

( ………. + ….…..) cm

( ………. + ….…..) cm

2.    Buktikan rumus (3.1) s/d rumus (3.4)?

Jawab:

3.    Perhatikan gambar-gambar rangkaian dan rumus-rumus dalam percobaan ini, maka jelaskanlah mengapa metoda pengukuran ini dikatakan presisi?

Jawab: