Friday, December 31, 2010

Jembatan Wheatstone

1.PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Salah satu faktor luar/eksternal yang sangat berpengaruh terhadap hambatan penghantar adalah suhu, atau temperatur, semakin tinggi temperatur suatu penghantar, semakin tinggi pula getaran elektron-elektron bekas dalam penghantar tersebut (Aisyah, 2010).
Hambatan listrik digunakan untuk mengatur besarnya arus listrik akan terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor dan hal ini merupakan prinsip kerja misalkan komputer dan setrika listrik (Aninda, 2010).
Di dalam logam pada keadaan suhu tetap cepat arus I berbanding lurus dengan medan listrik, hubungan antara tegangan, arus dan hambatan tersebut “hukum Ohm”. Ditemukan oleh Gorge Simon Ohm dan dipublikasikan pada sebuah paper pada tahun 1822. The Gavanic Circuit Investigated Mathematically prinsip Ohm adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian (Pratama, 2009).

1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari praktikum fisika dasar tentang jembatan Wheatstone adalah agar praktikan dapat mengetahui dan merangkai jembatan Wheatstone.
Tujuan dari praktikum Fisika Dasar materi Jembatan Wheatstone adalah untuk mengetahui tahanan suatu penghantar dan macam-macam rangkaian pada jembatan Wheatstone.

1.3 Waktu dan Tempat
Praktikum Fisika Dasar Materi Jembatan Wheatstone dilaksanakan pada tanggal 23 November 2010, Pukul 13.00 – 14.45 di Laboratorium Ilmu-Ilmu Perairan, Fakultas perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya Malang.

2.TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui harganya (besarnya). Kegunaan dari Jembatan Wheatstone adalah untuk mengukur pada suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir pada galvonometer sama dengan nol (karena potensial ujungnya sama besar). Sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerja dari Jembatan Wheatstone adalah sirkuit listrik empat tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan melalui dua titik diagonal dan pada kedua titik diagonal yang lain dimana galvonemeter ditempatkan seperti yang diperlihatkan pada Jembatan Wheatstone (Pratama, 2009).
Jembatan Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada 1833 dan meningkat dan dipopulerkan oleh Sri Charles Wheatstone pada tahun 1943. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua kaki dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup komponen diketahui, kerjanya mirip dengan aslinya potensiometer (Marausma, 2010).
Rangkaian Jembatan Wheatstone sangat dibutuhkan untuk mengukur cepat dan tepat dari tahanan. Rangkaian Jembatan Wheatstone ditemukan pada tahun 19843 oleh ilmuwan Inggris, Charles Wheatstone. M1 dan N1 adalah resistor/tahanan yang mana telah dikalibrasikan dan x melambangkan tahanan yang tidak diketahui (Sears, 1946).

Gambar 1. Sumber Google image, 2010
2.2 Pengertian Galvanometer
Galvanometer adalah alat yang digunakan untuk deteksi dan pengukuran arus. Kebanyakan alat itu kerjanya tergantung pada momen yang berlaku pada kumparan di dalam medan magnet. Bentuk mula-mula dari galvanometer adalah seperti alat yang dipakai Oersted yaitu jarum kompas yang diletakkan di bawah kawat yang dialiri arus yang akan diukur. Kawat dan jarum diantara keduanya mengarah utara-selatan, apabila tidak ada arus di dalam kawat. Kepekaan galvanometer seperti ini bertambah, apabila kawat di lilitkan menjadi kumparan dalam bidang vertikal dengan jarum kompas ditengahnya. Dan instrumen semacam ini dibuat oleh Lord Kelvin pada tahun 1980, yang ditingkat kepekaannya jarang sekali dilampaui oleh alat-alat yang ada pada waktu ini (Pratama, 2009).
Galvanometer adalah instrumen pertama digunakan untuk menentukan arah keberadaan dan kekuatan dari sebuah arus listrik dalam konduktor (Hutchinson, 2010).
Ammeter yang sensitif dinamakan galvanometer. Galvanometer adalah hanya sebuah pergerakan sebagaimana penempatan dalam tempat yang sesuai untuk itu adalah hal yang biasa untuk menggunakan istilah “pergerakan meter” dan “galvanometer” (bueche, 1982).
Gambar 2. Sumber Google image, 2010.

2.3 Pengertian Hambatan Listrik
Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:
R =
Dimana V = Tegangan
I = arus
Satuan SI untuk hambatan adalah Ohm (Purnomo, 2010)
Hambatan listrik suatu pengantar merupakan karakteristik dari suatu bahan penghantar tersebut yang mana adalah kemampuan dari penghantar itu untuk mengalihkan arus listrik yang secara matematis dapat dituliskan:

Dimana: R = Hambatan listrik suatu penghantar ()
P = Resultan atau hambatan jenis ( m)
L = Panjang pengantar (m)
A = Luas penghantar (m2) (Ardhie, 2010)

2.4 Manfaat Jembatan Wheatstone dalam Bidang Perikanan
Dalam bidang perikanan perlu diciptakan yang dapat menggantikan tugas manusia untuk menghitung jumlah ikan saat peternakan ikan tersebut panen dan massa jualnya dalam jumlah lebih banyak dan waktu yang efisien. Sebuah alat penghitung ikan dibuat terdiri dari mikrokontruter dalam stara terhadap prinsip jembatan Wheatstone (Petra, 2010).

3.METODOLOGI
3.1 Gambar Rangkaian
Gambar 3. Sumber Google image, 2010

3.2 Alat dan Fungsi
Alat-alat yang digunakan para praktikum Fisika Dasar materi Jembatan Wheatstone adalah sebagai berikut:
Rangkaian jembatan wheatstone jenis kawat geser: untuk menentukan nilai L1 dan L2.
Power supply: sebagai sumber energi atau untuk mengubah arus AC menjadi DC.
Galvanometer : untuk mendeteksi adanya arus listrik kecil pada rangkaian jembatan wheatstone.
Resistor Standar (Rs) : Hambatan yang sudah diketahui nilainya, yaitu 10, 12, 15, 33, dan 47 Ohm
Resistor variabel (Rx) : Hambatan yang belum diketahui nilainya
Kabel : sebagai penghubung
Kontak geser : untuk menyambung/memutuskan arus
Penjepit buaya : sebagai penghubung
Kawat nikrom : untuk menghubungkan kontak geser dengan galvanometer yang dihubungkan dengan kabel penghubung.

3.3 Skema Kerja
Disiapkan alat dan bahan
Diatur rangkaian jembatan wheatstone
Diposisikan pada power supply pada posisi Ohm
Dilihat jarum galvanometer pada posisi Nol
Diatur hambatan Rs pada rangkaian resistor mulai dari 10, 12, 15, 33, 47
Diletakkan kontak geser kanan atau kiri hingga jarum galvanometer menunjukkan angka nol
Dicatat L1 dan L2
Diubah hambatan secara bertahap dengan perlakuan yang sama
Dilakukan sebanyak lima perlakuan yang sama
Hasil

4.3 Analisa Prosedur
Pada Praktikum Fisika Dasar Materi Jembatan Wheatstone. Langkah yang harus dilakukan adalah dipersiapkan alat-alat yang akan digunakan. Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah rangkaian jembatan wheatstone.
Untuk menentukan nilai L1 dan L2, power supply sebagai sumber energi atau untuk mengubah arus AC menjadi DC, galvanometer untuk mendeteksi ada tidaknya arus listrik kecil pada rangkaian jembatan wheatstone. RS yaitu hambatan yang sudah diketahui nilainya yaitu 10, 12, 15, 33 dan 47 . Rx merupakan hambatan yang belum diketahui nilainya. Kabel sebagai penghubung, kontak geser untuk menyambung dan memutuskan arus. Penjepit buaya sebagai penghubung dan kawat nikrom untuk menghubungkan kontak geser dengan galvanometer yang dihubungkan dengan kabel penghubung.
Jembatan wheatstone dirangkai seperti pada gambar, power supply diposisikan pada posisi On, jarum galvanometer dilihat, dipastikan pada posisi nol. Hambatan RS pada rangkaian resistor diatur mulai dari 10, kemudian 12, 15, 33 dan terakhir 47. Kontak geser diletakkan pada kawat nikrom, digeser ke kanan dan ke kiri hingga jarum galvanometer bergeser menunjukkan angka nol, dicatat L, dihitung L-2 dengan ketentuan L1 + L2 = 100 cm dan nilai yang lebih besar digunakan sebagai L2. Hambatan diubah secara bertahap dengan perlakuan yang sama, dilakukan sebanyak lima kali perlakuan, hingga diperoleh hasil, dicatat dan dihitung sebagai hasil pengamatan.

4.4 Analisa Hasil
Dari data hasil pengamatan untuk Rs: 10 Rx : 240 Rs: 12 Rx : 15.27 Rs: 15 Rx : 735, Rs : 33 Rx : 51.6 Rs : 47 Rx : 109.67 Rx : 323.188 [Rx – R ] , = 83.188, [Rx- R ] = 6920. [Rx- R ] 2 = 307.918 [ Rx - R ] = 94813.5 [Rx - R ] = 73760 [ Rx - R ]5 = 213.518 [ Rx - R ] = 45589.9 A-139.76 I = 43.24% K = 56.76% HP I = 3233327.76 HP II = 183.428 itu untuk Rx polaritas A .
Untuk Rx polaritas B diperoleh R5 = 10 Rx = 323.3 R5 = 12 Rx = 1188 R5 = 15 Rx = 735 R5 = 33 Rx = 33 Rx = 58.7 R5 = 47 Rx = 344.7 R R = 329.94 [ Rx - R ]= 206.64 [ Rx - R ] = 42.700 [ Rx- R ]2 = 658.06 [ Rx - R ] = 433042.9 [ Rx - R ]3 = 205.06 [ Rx - R ] = 72049.6 [Rx - R ]4 = 471.24 [ Rx- R ] = 222067 [Rx- R ]5 = 185.24 [Rx - R ]= 34313.8 A = 196.7 I = 377 K = 63%, HP I = 726.64 HP II = 333.24
R =
Hambatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut :
Dimana V = Tegangan
I = arus
(Purnomo, 2010)

5.PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Dari pratikum fisika dasar tentang jembatan wheatstone dapat disimpulkan bahwa :
Jembatan wheatstone merupakan suatu susunan rongga listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui besarnya.
Galvanometer adalah alat untuk mendeteksi dan mengukur arus listrik.
Hambatan listrik adalahperbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang melewatinya.
Alat-alat yang digunakan pada pratikum kali ini adalah jembatan wheatstone, arus AC, arus DC, resisitor standart, galvanometer, resistor tahanan, kawat nikrom,kontak geser, penjepit buaya, power supply, dan kabel penghubung.
Data hasil pengamatan yang diperoleh adalah:
no
Rs (Ohm)
Rx1 Polaritas A
Rx2 Polaritas B


L1 (cm)
L2 (cm)
L1 (cm)
L2 (cm)
1
10
47
53
42
58
2
12
46
54
48
52
3
15
48
52
41
59
4
33
48
52
48
52
5
47
48,5
51,5
49
51

5.2Saran
Dalam melaksanakan pratikum fisika dasar dengan meteri jembatan wheatstone sebaiknya pratikan mengamati dan memahami dengan seksama perangkaian jembatan wheatstone

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah. 2010. Hambatan Listrik. http://mediabali.net/listrikdinamis/hambatan listrik.html. diakses pada 25 Nopember 2010 pukul 17:15
Aninda.2010. Jembatan Wheatstone. http://fd.itb.ac.id/artikel/modul interaktif/modul 2 f/teori.html. diakses pada 25 Nopember 2010 pukul16:40
Ardhie.2010. RangkaianListrik. http;//ardhie13 student.umm.ac.id/ diakses pada 25 Nopember 2010 pukul 16:52
Bueche,F.1982.Principles of Physics.USA,Mc Grawhill.Inc.
Hutchison.2010. http://www.sparkmuseum.com/GALV.HTM. diakses pada 25 nopember 2010 pukul 16:45
Marausna.2010. http://marausna.wordpress.com/2010/05/13/jembatan-wheatstone/ diakses pada 25 Nopember 2010 pukul 17:00
Pratama, Zulfi.2009. http://sebuahnamauntukcinta.blogspot. com/2009/ 12/jembatan-wheatstone.html diakses pada 25 Nopember 2010 pukul 17:00.
Purnomo, Sidik. 2010. Hambatan Arus Tegangan. http://sidikpurnomo.net/pembelajaranfisika/hambatanarustegangan diakses tanggal 25 November 2010, pukul 16.55
Petra. 2010. Jembatan Wheatstone. http://christiano23.blogspot.com/ diakses tanggal 25 November 2010, pukul 16.54
Sears, Francis Weston. 1946. Electricity and Magnetism. Addison Wesley Publishing Company, inc. London

0 comments:

Post a Comment

 

Muhammad Vioza Virdaus Akbar Sponsored by Akbar Caem