TM3 LAB : LAPORAN PRAKTIKUM ALAT-ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE

LAPORAN  PRAKTIKUM ALAT-ALAT UKUR

Disusun Oleh:

YULIANI REIZA  (RSA1C316015)

Dosen Pengampu:

FIBRIKA RAHMAT BASUKI, S.Pd., M.Pd.

Nama Asdos:

LIKA ANGGRAINI (A1C315013)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2017

A.    JUDUL: JEMBATAN WHEATSTONE

B.     TUJUAN: Setelah menyelesaikan kegiatan ini, diharapkan mahasiswa dapat:

a.       Memahami prinsip kerja jembatan wheatstone.

b.      Menunjukkan persyaratan-persyaratan yang berlaku pada jembatan wheatstone.

c.       Menghitung besarnya nilai sebuah hambatan dengan jembatan wheatstone.

C.    DASAR TEORI

Jembatan wheatstone adalah alat yang paling umum digunakan untuk pengukuran tahanan yang teliti dalam daerah 1 sampai 100.000 Ω. Jembatan wheatstone terdiri dari tahanan R1,R2, R3, dimana tahanan tersebut merupakan tahanan yang diketahui nilainya dengan teliti dan dapat diatur (Lister,1993: 24).

Jembatan wheatstone dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relative kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/korsuiting dan sebagainya. Rangkaian ini dibentuk oleh empat buah tahanan (R) yang merupakan segi empat A-B-C-D dalam hal mana rangkaian ini dengan sumber tegangan dan sebuah galvanometer nol (0). Kalau tahanan-tahanan itu diatur sedemikian rupa sehingga galvanometer itu tidak akan mengadakan suatu hubungan antara keempat tahanan tersebut (Suryatmo, 1986: 40).

Menurut Wiliam David (1991:149), Rangkaian jembatan mempunyai empat lengan resistif beserta sebuah sumber ggl (baterai) dan sebuah detektor nol yang biasanya adalah galvanometer atau alat ukur arus sensitif lainnya. Arus melalui galvanometer bergantung pada beda potensial antara titik c dan d.

Jembatan disebut setimbang bila beda potensial pada galvanometer adalah 0V, artinya tidak ada arus melalui galvanometer. Kondisi ini terjadi bila tegangan dari titik c ke a sama dengan tegangan dari titik d ke a atau dengan mendasarkan ke terminal lainnya, jika tegangan dari titik c ke b sama dengan tegangan dari titik d ke b. Jadi jembatan adalah setimbang jika:

I1 R1 = I2 R2

*Sensor salinitas dan sensor temperatur.

Untuk mendeteksi konduktansi larutan garam atau sensor salinitas digunakan sel konduktansi seperti diperlihatkan pada gambar. Sel konduktansi tersebut dapat dibuat dari dua plat logam dengan luasan A dan jarak kedua plat adalah 1. Besarnya nilai resistansi sel Rsel adalah:

Rsel =   1

            

Dengan S adalah konduktivitas larutan garam. Jika luasan dan jarak kedua plat konstan maka nilai resistansi sel hanya ditentukan oleh nilai konsuktivitasnya. Perubahan nilai resistansi tersebut dapat diubah menjadi perubahan tegangan dengan menggunakan rangkaian jembatan wheatstone (Elisa, Sesa. 2002 : 10-2).

Persamaan yang berlaku pada rangkaian dasar jembatan wheatstone :

R1R4 = R2R1

Persamaan diatas merupakan bentuk umum dalam kesetimbangan jembatan wheaststone, jika tiga hambatan tersebut diketahui maka hambatan keempat dapat dicari. Misalnya tahanan R4 tidak diketahui (Rx) dapat dinyatakan dalam hambatan-hambatan lainnya, yaitu :

Rx = R2R3

                                                                        R1

Prinsip dari metode jembatan wheatstone adalah sebagai berikut :

1.      Hubungan antara relativitas dan hambatan, yang berarti setiap penghantar memiliki besar hambatan tertentu.

2.      Hukum Ohm yang menjelaskan tentang hubungan antara hambatan, tegangan dan arus listrik. Besar arus yang mengalir pada galvanometer diakibatkan oleh adanya suatu hambatan.

3.      Hukum kirchoff 1 dan 2, yang mana sesuai dari hukum ini menjelaskan jembatan dalam keadaan seimbangan karena besar arus pada kedua ujung galvanometer sama besar sehingga saling meniadakan (Riad Syech, 2014 : 94).

D.    ALAT DAN BAHAN

1.      Jembatan wheatstone.

2.      Galvanometer.

3.      Multimeter digital.

4.      Power supply.

5.      Resistor.

6.      Potensiometer.

7.      Kabel penghubung.

8.      Breadboard.

E.     POSEDUR KERJA

1.      Susunan alat-alat seperti pada gambar, dengan R adalah resistance box, Rx hambatan tunggal, hambatan seri atau hambatan paralel yang akan diukur (r) adalah power supplay DC, Rs adalah rheostat, G adalah galvanometer dan A adalah ampermeter.

2.      Periksakan rangkaian pada pembimbing praktikum anda.

3.      Geser perlahan-lahan ujung konektor ke kiri atau ke kanan sehingga jarum galvanometer tepat menunjuk nol.

4.      Kemudian catat panjang L1 dan L2, serta kuat arus pada ampermeter, catat pula nilai R yang digunakan.

5.      Ulangi percobaan sebanyak 5 kali dengan kuat arus yang berbeda-beda.

6.      Ulangi percobaan masing-masing 5 kali untuk Rx yang lain.

F.     HASIL

No.	L1 (cm)	L2 (cm)
1.	7,5 cm	7,5 cm
2.	5 cm	10 cm

G.    PEMBAHASAN

Pada percobaan yang kami lakukan yaitu tentang jembatan wheatstone dapat kita ketahui bahwa konsep kerja dari jembatan wheatstone adalah dapat menghitung perbandingan antara besar hambtan yang telah diketahui dengan besar hambatan yang belum diketahui dalam keadaan yang seimbang. Berdasarkan dari percobaan tersebut, kita dapat membentuk rangakaian seri dan paralel.

Sehingga kita dapat menentukan hambatan yang tidak diketahui, dimana Rx resistor yang belum kita ketahui, kita dapat menghubungkan kabel pada rangkaian tersebut dengan Rheostat pada lengan dan kakinya. Yaitu pada lengan Rheostat sebelah kanan positif (+), sedangkan kaki Rheostat sebelah kiri yang negatif (-) dihubungkan dengan kabel negatif (-). Kemudian untuk menghitung nilai Rx nya , kita dapat menggunakan multimeter analog dan baterai 9 volt. Seharusnya kita dapat menghitungnya dengan menggunakan multimeter digital dan power supply, karena alat tersebut rusak jadi kami menggunakan multimeter analog dan baterai 9 volt.

Nilai Rx pada rangkaian seri dan juga parallel, dimana hasil yang kami dapatkan pada rangkaian seri L1=7,5 cm dan L2 =7,5 cm dan rangkaian paralel L1= 5cm dan L=10cm. Hal ini pada L1 dan L2 dihitung berdasarkan Rheostat dan pada multimeter tidak boleh melebihin 0 sedangkan jumlahh lilitannya 15cm. Jadi pada jumlah lilitan tidak boleh melebihi 15am, karena sudah ketetapan dari konsep jembatan wheastone yang digunakan.

Bila dihubungkan rangakaian seri dan paralel pada jembatan wheatstone nilai R1, R2, R3 diketahui dan sedangan R4 tidak diketahui. Misalkan R1 dan R2 = 120Ω, maka R3=120Ω. Sedangkan R4 dalam keadaan setimbang harus bernilai 120Ω juga.

Dengan pengukuran tahanan-tahanan rendah, dan fdapat menyebabkan alat tidak berfungsi. Oleh karena itu, pada percobaan ini harus menggunakan galvanometer yang sensitif dilengkapi dengan sistem surpensi tembaga, sehingga kontak antara logam-logam yangtidak sama dapat menjadi setimbang.

H.    KESIMPULAN

1.      Jembatan wheatstone adalah suatu alat pengukur, alat ini dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relatif kecil.

2.      Syarat yang berlaku terhadap jembatan wheatstone adalah mengukur arus yang mengalir pada galvanometer hingga sama dengan nol karena potensial pada kedua ujungnya sama besar.

3.      Jembatan wheatstone terdiri dari tahanan R1, R2, R3 dimana tahanan tersebut merupakan tahanan yang diketahui nilainya dengan teliti dan dapat diatur.

I.       DAFTAR PUSTAKA

Coper, David William.1994. Instrumen Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta:

            Erlangga.

Lister, Eugene C.1993.Mesin dan Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga.

Sera Elisa.2002. “Jurnal Fisika Himpunan Fisika Indonesia: Desain Salinotermeter Berbasis

Mikrokontroler” A5(0510),1-4.

Suryatmo, F.1986. Teknik Listrik Pengukuran. Jakarta: Bina Aksara.

Syech, Riad. 2014. Jurnal Fakultas Teknik Universitas Pasir Penguraian. Riau : 94.

J.      LAMPIRAN HITUNG

1.      Rangkaian Rx seri

Rxs.L2 = R1.L1

Rxs.(7,5 cm) = (120 Ω) (7,5 cm)

               Rxs = 120 Ω

2.      Rangkaian Rx Paralel                   

Rxp.L2 = R1.L1                                                     1  =   1   +   1

Rxp.(10 cm) = (120 Ω) (5 cm)                              Rp    Rx      R2

              Rxp = (120 Ω) (5 cm)                               1  =   1   +   1

                              (10 cm)                                    60     Rx     120

              Rxp = 60 Ω                                               1  =   1   -    1   =  2-1   =   1

                                                                               Rx     60     120     120      120

                                                                                1  =   1                Rx  =  120 Ω

                                                                               Rx    120

3.      Ketelitian seri dan paralel

·         Ketelitian Seri = (1-(120-120)) X100%

                                                (120)

                                    =  (1-( 0 )) X100%

                                            (120)

                                    = (1-0) X100% = 100%

·         Ketelitian Paralel = (1-(120-120)) X100%

                                                (120)

                                         =  (1-( 0 )) X100%

                                                 (120)

                                         = (1-0) X100% = 100%