Rangkaian Listrik Jembatan Wheatstone
Sebelum
membahas mengenai jembatan Wheatstone, sebaiknya kamu baca terlebih dahulu
tentang Konsep Dasar Kelistrikan agar prinsip-prinsip jembatan
Wheatstone lebih mudah kamu pahami.
iizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai
sumbernya
Rangkaian
Listrik Jembatan (Electrical Bridge)
adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur nilai-nilai besaran
listrik seperti resistansi (R) yang
merupakan kemampuan untuk menghambat arus listrik; kapasitansi (C), yang merupakan kemampuan untuk
menyimpan muatan listrik; dan induktansi (L),
yang merupakan kemampuan untuk membuat arus listrik yang menghasilkan medan
magnet. (Terjemahan Bebas dari Microsoft ® Encarta ® 2009)
Secara
umum, rangkaian listrik jembatan adalah rangkaian listrik yang dirangkai
seperti gambar berikut
Rangkaiannya
mirip jembatan dalam pengertian sehari-hari, di mana Galvanometer selaku
jembatannya. Kadang-kadang, rangkaian listrik jembatan disebut rangkaian
jembatan saja.
Ada
banyak rangkaian jembatan, di antaranya:
1. Rangkaian Jembatan Wheatstone
2. Rangkaian Jembatan Wien
3. Rangkaian Jembatan Kelvin
4. Dsb.
Komponen
listrik dan kegunaan dari rangkaian-rangkaian di atas pun berbeda, untuk
jembatan Wheatstone, kegunaannya antara lain adalah
a. Mengukur resistansi (R) suatu
bahan –selain dengan menggunakan Voltmeter dan Amperemeter–. (yang menjadi bahasan
kita di sini)
b. Sebagai
rangkaian pengondisi pada suatu sensor. (tidak dibahas di posting ini)
Oke, kita
mulai.. Suatu rangkaian disebut rangkaian jembatan Wheatstone jika rangkaiannya
seperti gambar di bawah ini:
Perlu diingat bahwa selain kabel,
komponen listrik jembatan Wheatstone hanya Galvanometer (pendeteksi arus
listrik) dan resistor atau bahan lain yang bersifat resistif misalnya
kawat dsb.
 |
| Galvanometer |
 |
| Resistor |
Misalnya
R1, R2, dan R3 sudah kita ketahui nilainya,
dan kita akan mencari tahu berapa besarnya Rx dengan jembatan
Wheatstone! (dengan R1 dan R3 dapat diubah-ubah besarnya)
Cara
untuk mengetahui Rx adalah dengan mengubah-ubah R1 atau R3
sampai Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya,
jika sudah demikian, catat nilai R1, R2, dan R3
yang menyebabkan Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik tadi. Kemudian gunakan rumus
di bawah ini untuk menghitung Rx.
Dari mana asal rumus ini?
Sekarang, kita tinjau dan analisis rangkaian jembatan Wheatstone di atas.
Kita memilih Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang
mengalir padanya agar perumusan jauh lebih mudah, mari kita lihat perumusannya.
Jika tidak ada arus listrik yang mengalir melewati Galvanometer artinya Vbd = 0, ini mengakibatkan Vab = Vad, dan Vbc = Vdc ;
serta i1 = i3
dan i2 = i4 ;
dan karenanya iG = 0.
Bagi
persamaan (1) dengan persamaan (2), ingat bahwa i1 = i3 dan i2 = i4 ;
Pada
prakteknya, untuk mengukur resistansi suatu resistor yang tidak diketahui, kita
mengganti dua buah resistor dengan sebuah kawat. Rangkaiannya menjadi seperti
berikut (klik gambar untuk memperbesar gambarnya)
Ingat
kembali bahwa
Pada
kawat, kita menggeser-geser kabel penghubung dari Galvanometer sampai
Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus yang mengalir pada Galvanometer
tersebut. Maka rumus
Dapat diganti menjadi bentuk di bawah ini
Dengan asumsi bahwa kawat yang digunakan ini berbahan dengan ρ dan luas penampang A yang seragam di sepanjang kawat.
Nah, untuk mengukur resistansi suatu resistor atau bahan resistif lainnya
kita dapat menggunakan rangkaian di bawah ini
Dengan menggeser-geser kabel penghubung dari Galvanometer di kawat sampai
Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik, catat panjang kawat L1 dan L2, kemudian gunakan rumus berikut untuk mengetahui
besarnya resistansi Rx.
http://fisikaveritas.blogspot.com:
Diizinkan menyalin artikel ini jika mencantumkan FISIKAVERITAS sebagai
sumbernya
[Pertanyaan-Jawaban]
P : Mengapa pada jembatan
Wheatstone, untuk mengukur resistansi maka arus listrik yang mengalir pada
Galvanometer harus dibuat nol (iG
= 0 ) ?
J : Agar rumus sederhana R1Rx = R2R3
dapat berlaku. Sebenarnya bisa saja kita mengetahui Rx dengan iG ≠ 0, akan tetapi rumusnya akan
menjadi lebih rumit.
0 komentar:
Posting Komentar