Percobaan 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. 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 1. Pengukuran Hambatan cara pertama
1. Buktikan pengukuran gambar 1 menghasilkan harga R dalam persamaan (1)
(1)

Gambar 2. Pengukuran hambatan cara kedua
2. Buktikan pengukuran gambar 2 menghasilkan harga R dalam persamaan (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 3. Rangkaian 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 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 :
(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:

Gambar 4. Rangkaian Jembatan Wheatstone menggunakan 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 menghubungkan persamaan (3) dengan persamaan (4) diperoleh hasil sebagai berikut:
………………………………………………………… (5)
Peralatan yang diperlukan :
a. Satu set Rangakaian Jembatan Wheatstone, yang terdiri dari :
1. DC Power Supply
2. Galvanometer
3. 2 Hambatan Pembanding ( Ra )
4. Hambatan yang akan diukur ( tertutup gelangnya )

III. Metode Percobaan

Prosedur Percobaan

1. Susun rangkaian seperti pada gambar (4). Setelah rangkaian yang anda susun di setujui assisten, hubungkan 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 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).

IV. Buku Acuan

Serway, R. “Physics for scientist & Engineers With Modern Physics” , James Madison University Harrison burg, Virginia, 1989 Bab 28.
Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid 2 ” (terjemahan) Bab 32.