1. PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

            Listrik adalah salah satu bentuk energi yang banyak digunakan oleh manusia. Bentuk energi listrik mudah diubah ke bentuk lain seperti energi bunyi, energi panas, energi cahaya, dan energi gerak. Sarana untuk mengalirkan listrik adalah kawat logam. Namun, listrik tidak mengalir begitu saja dalam kawat logam karena ada hambatan yang  menghalanginya. Besarnya hambatan bergantung pada jenis logam dari kawat tersebut.

            Salah satu cara untuk mengukur hambatan listrim dengan menggunakan jembatan Wheatstone. Jembatan Wheatstone adalah alat untuk mengukur hambatan listrik yang tidak diketahui besarnya. Alat ini dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1943. Penggunaannya dengan mengukur arus yang mengalir pada galvanometer hingga sama dengan nol karena potensial pada kedua ujungnya sama besar.

1.2 MAKSUD DAN TUJUAN

            Maksud dari praktikum Fisika Dasar tentang jembatan Wheatstone adalah agar praktikan mengetahui bagaimana cara merancang rangkaian jembatan Wheatstone dengan baik dan benar serta dapat mengetahui bagian-bagia jembatan Wheatstone.

            Tujuan dari praktikum Fisika Dasar tentang jembatan Wheatstone adalah untuk menentukan tahanan suatu penghantar dengan rangkaian suatu jembatan Wheatstone.

1.3 WAKTU DAN TEMPAT

            Praktikum Fisika Dasar tentang jembatan Wheatstone dilaksanakan pada Senin, 17 Oktober 2011 pukul 11.30 di gedung C lantai 1, 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 nilai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir pada galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya sama besar). Sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerja dari jembatan Wheatstone adalah sirkuit listrik empat tahanan dan sumber tegangan yang dhubungkan melalui dua titik diagonal dan pada kedua titik diagonal yang lain dimana galvanometer di tempat seperti yang diperlihatkan pada jembatan Wheatstone (Pratama, 2009).

            Menurut Suriatmo (1974), gambar menunjukkan sebuah rangkaian daripada suatu alat pengukur yang biasa disebut Jembatan Wheatstone.

            Dan umumnya alat ini digunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relatif kecil sekali umpamanya saja: suatu kebocoran dari kabel tanah atau kortsluiting dan sebagainya.

Gambar susunan rangkaian jembatan Wheatstone (Source: MediaBali)

            Jembatan Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada 1833 dan meningkat dan dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. 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 (Marausna, 2010).

2.2 GALVANOMETER

            Galvanometer adaalh instrumen elektromekanik yang digunakan untuk mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Alat ini sangat sensitif dan tidak digunakan untuk mengukur arus listrik yang besar. Meskipun demikian, alat ini masih dapat digunakan unuk mengukur arus yang sangat kecil. Namun, kegunaan utama alat ini adalah untuk mendeteksi adanya arus listrik bukan untuk mengukur besarnya arus listrik. Arus listrik biasanya diukur dengan amperemeter (Umar, 2008).

            Setiap alat yang digunakan untuk deteksi dan pengukuran arus diebut galvanometer, dan kebanyakan alat itu bekerjanya tergantung pada momen yang berlaku pada kumparan di dalam medan magnit (Sears dan Zemansky, 1962).

            Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang elative kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang elative besar, karena komponen-komponen internalnya yang tidak mendukung.

Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer tersebut dipasang hambatan eksternal (pada voltmeter disebut hambatan depan, sedangkan pada ampermeter disebut hambatan shunt) (MediaBali, 2011).

Gambar Alat Galvanometer (Source: MediaBali)

2.3 MANFAAT JEMBATAN WHEATSTONE DI BIDANG PERIKANAN

            Perancangan dan pembuatan perhitungan ikan secara otomatis diciptakan alat-alat yang bertujuan untuk mempermudah tugas manusia dalam pekerjaan sehari-hari. Dalam bidang perikanan perlu diciptakan suatu alat yang dapat menggantikan tugas manusia untuk menghitung jumlah ikan-ikan saat beri makan ikan-ikan, akan menjaga jumlah ikan-ikan dalam jumlah banyak sehingga tugas manusia dapat digantikan oleh alat ini juga dapat mempercepat proses perhitungan ikan secara otomatis ini dapat dihitung jumlah ikan dalam jumlah banyak dalam waktu yang relatif cepat (Petra, 2010).

3. METODOLOGI

3.1 GAMBAR RANGKAIAN

3.2 ALAT DAN FUNGSI

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum Fisika Dasar tentang jembatan Wheatstone adalah sebagai berikut:

1. Papan jembatan Wheatstone: untuk mengukur L1 dan L2

2. Kawat Nikrom: untuk stabilitas pada rangkaian

3. Penjepit Buaya: untuk menghubungkan rangkaian dengan cara menjepit.

4. Kabel Penghubung: untuk menghubungkan rangkaian

5. Power Supply: sebagai sumber energi yang mengubah arus AC menjadi DC.

6. Resistor Standar: sebagai resistor yang sudah diketahui nilainya (10Ω, 12Ω, 15Ω, 33Ω, 47Ω)

7. Galvanometer: untuk mengukur arus dalam skala kecil

8. Rx: sebagai resistor yang belum diketahui nilainya.

9. Kontak Geser: untuk memutuskan dan menyambung arus listrik.

 

3.3 SKEMA KERJA

Disiapkan alat-alat yang akan digunakan

Dinyalakan Power Supply

Digeser ke kiri atau ke kanan sampai jarum galvanometer bergerak

Diletakkan kontak geser pada Jembatan Wheatstone

Dirangkaikan jembatan Wheatstone

Dicatat L1 dan L2

Diubah Rs dari10

Diubah Rx dari Rx1 sampai Rx5

Hasil


4. PEMBAHASAN

4.1 ANALISA PROSEDUR

            Pada praktikum Fisika Dasar materi jembatan Wheatstone langkah-langkah yang harus dilakukan adalah dipersiapkan alat-alat yang digunakan. Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah papan jembatan Wheatstone untuk mengukur L1 dan L2, kawat nikrom untuk stabilitas pada rangkaian, penjepit buaya untuk menghubungkan rangkaian dengan cara menjepit, kabel penghubung untuk menghubungkan rangkaian, power supply sebagai sumber energi yang mengubah arus AC menjadi DC, resistor standar sebagai resistor yang sudah diketahui nilainya (10Ω, 12Ω, 15Ω, 33Ω, 47Ω) galvanometer untuk mengukur arus dalam skala kecil, Rx sebagai resistor yang belum diketahui nilainya, kontak geser untuk memutuskan dan menyambung arus listrik.

            Kemudian dirangkaikan jembatan Wheatstone seperti pada gambar, lalu setelah dirangkai, dinyalakan power supply (tekan tombol On). Setelah itu, letakkan kontak geser pada jembatan Wheatstone (menekan kawat nikrom) kemudian geser ke kiri atau ke kanan sampai jarum galvanometer bergerak, lalu dicatat L1 dan L2 dengan ketentuan L1 + L2 = 100 cm. Kemudian diubah Rs dari10  secara bertahap. Lalu diubah Rx secara bertahap pula mulai dari Rx1 sampai Rx5 dan dicatat hasil pengamatan.

 

4.2 DATA PENGAMATAN

Rx

No.

Rs (Ω)

Polaritas A

L1 (cm)

L2 (cm)

1.

10

7

93

2.

12

0,5

99,5

3.

15

2

98

4.

33

3

97

5.

47

5,5

94,5

4.3 Perhitungan

No.

Rx

Rx

|Rx -  Rx|

|Rx -  Rx|2

1.

132,86

1026,08

893,22

797.841,97

2.

2388

1026,08

1361,92

1.854.826,09

3.

735

1026,08

291,08

84.727,57

4.

1067

1026,08

40,92

1.674,45

5.

807,54

1026,08

218,54

47.759,73

=Σ 2.801.629,81

 

 

 

 

4.4 ANALISA HASIL

Berdasarkan praktikum Fisika Dasar tentang jembatan Wheatstone, didapatkan hasil sebagai berikut: untuk Rs 10 Ω, L1 = 7 cm dan L2 = 93 cm, untuk Rs 12 Ω, L1 = 0,5 cm dan L2 = 99,5 cm, untuk Rs 15 Ω, L1 = 2 cm dan L2 = 98 cm, untuk Rs 33 Ω, L1 = 3 cm dan L2 = 97 cm, untuk Rs 47 Ω, L1 = 5,5 cm dan L2 = 94,5 cm.

Dari hasil perhitungan didapatkan Rx pada Rs 10 Ω maka Rx = 132,86, pada Rs 12 Ω didapatkan Rx = 2388, pada Rs 15 Ω didapatkan Rx = 735, pada Rs 33 Ω didapatkan Rx1. = 1067, pada Rs 47 Ω didapatkan Rx = 807,54.

Kemudian didapatkan pula hasil rata-rata Rx = 1026,08. Setelah semua dihitung didapatkan hasil ralat mutlak 374,27 dan ralat nisbi 36,47%, keseksamaan 65.53%, HP1 1400,35 dan HP2 651,8

 

5. PENUTUP

 

5.1 KESIMPULAN

            Dari praktikum Fisika Dasar yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa:

  • Jembatan Wheatstone adalah suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu hambatan yang tidak diketahui harganya.
  • Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil.

  •       Dari hasil perhitungan didapatkan Rx  = 1026,08, HP1= 1400,35 dan HP2= 651,81.

5.2 SARAN

Dalam melakukan praktikum Fisika Dasar materi jembatan Wheatstone sebaiknya praktikan memperhatikan pengaraha prosedur yang diberikan oleh asisten meja agar dapat membuat rangkaian listrik dengan benar. Dalam menentukan jarak L1 dan L2 juga praktikan harus teliti dalam membaca skala pada mistar dan galvanometer, sehingga bisa mendapatkan hasil atau data pengamatan yang akurat.

 

DAFTAR PUSTAKA

  • Petra. 2010. Manfaat Jembatan Wheatstone. http://dewey.petra.ac.idDiakses pada Selasa, 18 Oktober 2011 pukul 10.50 WIB
  • Sears, Francis Weston dan Frank W. Zemansky. 1962. Fisika untuk Universitas. Jakarta: Bina Tjipta
  • Suryatmo, F. 1974. Teknik Listrik Pengukuran. Bandung: Bina Aksara
  • Umar, Efrizon. 2008. Buku Pintar Fisika. Jakarta: Media Pusindo