2010, LAB. FISIKA DASAR SAINTEK UIN SGD

4

PERCOBAAN 2

JEMBATAN WHEATSTONE

I. TUJUAN

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. 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 ). Cara pengukuran hambatan listrik dengan voltmeter dan ampermeter dapat menggunakan rangkain sperti gambar (1) dan gambar (2).

Gambar 2.1. Pengukuran Hambatan cara pertama

A

ac

ac RI

VR (2.1)

Gambar 2.2. Pengukuran hambatan cara kedua

b

IR

c

a

II. V

III.

IR

IRR

IV

a b

IV.

IA

V. A

2010, LAB. FISIKA DASAR SAINTEK UIN SGD

5

V

ABA

AB

R

VI

VR (2.2)

Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik.

Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Prinsip dari rangkaian jembatan Wheatstone di perlihatkan pada gambar (3).

Gambar 2.3. Rangkaian Jembatan Wheatstone

Keterangan Gambar :

S: Saklar penghubung G:Galvanometer

E: Sumber tegangan arusRs:Hambatan geser Ra dan Rb:Hambatan yang sudah di ketahui nilainya.

Rx: Hambatan yang akan di tentukan nilainya. 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 :

S

B

a RR

RRx (2.3)

Untuk menyederhanakan rangkaian dan untuk menghubungkan besarnya R bergantung pada panjang penghantar, maka rangkaian jembatan Wheatstone dapat di ubah menggunakan kawat penghantar seperti gambar (4) di bawah ini:

S

E

RRS

Ra

VI.

RX

C

D

2010, LAB. FISIKA DASAR SAINTEK UIN SGD

6

Gambar 4. Rangkaian Jembatan Wheatstone dengan kontak geser di atas kawat penghantar

Pada kawat penghantar AB di berikan suatu kontak geser yang berasl dari ujung Galvanometer. Gunanya untuk mengatur agar tercapai pengukuran panjang L1dan L2 yang akan menghasilkan arus di Galvanometer sama dengan NOL. Oleh karena itu pada kawat AB perlu di lengkapi skala ukuran panjang.

Dengan mengganti Rs dan Rb dengan kawat penghantar maka persamaan (2.3) dapat ditulis menjadi

RaL

LRx

1

2 (2.4)

III. METODE PERCOBAAN

Alat dan Bahan Satu set Rangakaian Jembatan Wheatstone, yang terdiri dari : Susun rangkaian seperti pada gambar (4). Setelah rangkaian yang anda susun di setujui assisten, hubungkan

1. DC Power Supply 2. Galvanometer 3. Hambatan Pembanding ( Ra ) yang dapat divariasikan nilai hambatanya. 4. Hambatan yang akan diukur.

Prosedur Percobaan

Percobaan 1. Pengukuran Hambatan Resistor Dengan Metode Jembatan Wheatstone

1. catu daya ke jaringan PLN.2. Tempatkan kotak geser di tengah-tengah kawat hambatan. 3. ON kan posisi 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 Ra yang lain.7. Buatlah grafik hubungan antara Ra dengan L1/L2, dari grafik tersebut tentukan

besar Rx.

S

RXRa

VII.

E

A B

L1 L2

2010, LAB. FISIKA DASAR SAINTEK UIN SGD

7

Percobaan 2. Pengukuran Hambatan Susunan Seri

1. Ulangi langkah nomor 1-7 untuk Rx yang di hubungkan seri .2. Bandingkan hasil yang diperoleh dengan teori hambatan yang disusun seri.

Percobaan 3. Pengukuran Hambatan Susunan Paralel

1. Ulangi langkah nomor 1-7 untuk Rx yang di hubungkan paralel .2. Bandingkan hasil yang diperoleh dengan teori hambatan yang disusun paralel.

IV. TUGAS PENDAHULUAN

1. Buktikan persamaan 2.3 dan 2.4.2. Jika terdapat dua resistor R disusun seri dihubungkan dengan sumber tegangan

DC sebesar V tentukan hambatan penggantinya dan besarnya arus tiap resistor, Bandingkan hasilnya jika resistor tersebut disusun secara paralel.

V. TUGAS AKHIR

1. Buatlah grafik Ra terhadap L1/L2, kemudian tentukan Rx dari grafik tersebut untuk semua percobaan.

3. Bandingkan nilai yang diperoleh dari percobaan dengan teori ! 4. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi percobaan anda !

VI. DAFTAR PUSTAKA

1. Serway, R. Physics for scientist & Engineers With Modern Physics, James Madison University Harrison burg, Virginia, 1989.

2. Resnick & Haliday, Fisika Jilid II Erlangga (Terjemahan). 3. Tipler, P. Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid II Erlangga (Terjemahan).

VII. LAMPIRAN

Tabel 1. Pengukuran Rx dengan Metode Jembatan Wheatstone

Ra L1 L2 L1/L2 Rx

xx RR = ....... .......

2010, LAB. FISIKA DASAR SAINTEK UIN SGD

8

Metode Grafik

Tentukan hambatan Rx dengan pendekatan persamaan garis linier bxay , maka

persamaan diperoleh Rx sebesar:

xx RR = ....... .......

Kesalahan hasil percobaan :

Kesalahan : %100teori

teoripercobaan

Rx

RxRx

L1/L2

Ra