Laporan praktikum fisika jembatan wheatstone

2011
12.23

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

JEMBATAN WHEATSTONE

 

 

  1. 1.    PENDAHULUAN

 

1.1  Latar Belakang

Dalam umumnya Jembatan Wheatstone dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relative kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kortsluiting dan sebagainya. Rangkaian ini dibentuk oleh empat buah tahanan (R) yag merupakan segiempat A-B-C-D dalam hal mana rangkaian ini dihubungkan 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.

Jembatan Wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui harganya (besarannya). 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 kerjanya adalah sirkuit listrik dalam empat tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan melalui dua titik diagonal dan pada kedua diagonal yang lain dimana galvanometer ditempalkan seperti yang diperlihatkan pada jembatan wheatstone.

 

1.2  Maksud dan Tujuan

Maksud dari praktikum fisika dasar tentang Jembatan Wheatstone adalah agar para praktikan mengetahui bagaimana cara merancang rangkaian Jembatan Wheatstone dengan baik dan benar, serta dapat mengetahui bagian-bagian Jembatan Wheatstone.

Tujuan dari praktikum fisika dasar tentang Jembatan Wheatstone adalah agar dapat menentukan tahanan suatu penghantar/ besarnya suatu hambatan dengan rangkaian Jembatan Wheatstone, serta dapat mengetahui bagian-bagian Jembatan Wheatstone.

 

1.3  Waktu dan Tempat

Praktikum Fisika Dasar tentang Jembatan Wheatstone dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 22 november 2011 pada pukul 06.30 WIB sampai dengan 08.45 WIB di gedung C lantai I Laboratorium IIP (Ilmu-Ilmu Perairan) Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya, Malang.

 

 

  1. 2.    TINJAUAN PUSTAKA

 

2.1  Pengertian Jembatan Wheatstone dan Gambar

Jembatan Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada 1833 dan meningkat kemudian dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua kali dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup komponen diketahui kerjanya mirip dengan aslinya potensiometer.

Jembatan Wheatstone adalah suatu alat pengukur, alat ini dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relatif kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kartsluiting dan sebagainya. (Suryatmo, 1974).

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).

(Google, images, 2010)

2.2  Galvanometer dan Gambar

Jika konduktor pengalir arus ditempatkan dalam medan magnet dihasilkan gaya pada konduktor yang cenderung menggerakkan konduktor itu dalam arah tegak lurus medan. Prinsip ini digunakan dalam instrument pendeteksi arus. Instrument pendeteksi arus yang peka disebut galvanometer. (Lister, 1993).

Galvanometer merupakan instrument sangat peka dan dapat mengukur arus yang sangat lemah. Galvanometer terdiri atas sebuah komponen kecil berlilitan banyak yang ditempatkan dalam sebuah medan magnet begitu rupa sehingga garis-garis medan akan menimbulkan kopel pada kumparan apabila melalui kumparan ini ada arus. (Flink, 1985).

Di dalam teori pengukuran listrik yang dimaksudkan dengan pengukuran Galvano yaitu suatu instrument yang dipergunakan untuk memperlihatkan arus yang lemah. Untuk menyatakan dengan jelas kadang-kadang dipisahkan juga untuk instrument-instrumen yang peka (sensitif), yang banyak dipakai di laboratorium dan terutama sistem jembatan yang banyak kita jumpai. (Suryatmo, 1974).

Galvanometer adalah alat yang dipergunakan untuk deteksi dan pengukuran arus. Kebanyakan alat itu kerjanya tergantung pada momen yang dilakukan pada kumparan di dalam medan magnet. (Pratama, 2010).

(Google, images, 2010)

2.3  Hambatan Listrik

Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik yang mempunyai satuan dan dapat dirumuskan sebagai berikut:

atau

Ket    : V     = Tegangan

I      = Arus listrik. (Wikipedia, 2010)

Hambatan (R) sebuah kawat atau benda lain adalah ukuran benda potensial (V) yang harus terpasang antara benda tersebut sehingga arus sebesar satu ampere dapat mengalir melewatinya. (Buechhe, 2006).

Bila arus mengalir melalui kawat tembaga, arus tadi akan mendapatkan tahanan. Ilmuwan fisika ohm telah menemukan bahwa pada suhu konstan maka besarnya arus bertambah sehingga terdapat tegangan yang disampai dengan rumus:

 

Perbandingan yang konstan ini menurut ohm disebut tahanan dari penghantar dengan symbol R, jadi

 

Satuan tahanan adalah ohm (Ω), ini merupakan tahanan untuk artus sebesar 1 Ampere melalui tahanan dengan tegangan 1 Volt. Hokum ohm ditulis  dengan U : besar tegangan dan I : arus. (Vander Wal, 1985).

2.4  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 menmggantikan 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 otomatis ini dapat dihitung jumlah ikan dalam jumlah banyak, dalam waktu yang relatif cepat. (Petra, 2010).

 

 

  1. 3.    METODOLOGI

 

3.1  Gambar Rangkaian

 

Ket:

- Ps     :  Power supply

- RS    :  Hambatan yang telah diketahui nilainya

- 6        :  Galvanometer

- Rx     :  Hambatan yang akan ditentukan nilainya

 

3.2  Alat dan Fungsi

  • Rangkaian jembatan wheatstone jenis kawat geser untuk menentukan nilai suatu hambatan (L1 dan L2)
  • Power supply à untuk mengubah arus AC bolak-balik menjadi arus DC (searah)
  • Galvanometer à untuk mendeteksi arus listrik kecil yang mengalir
    • RS (Resistor standart) à tahanan standart yang telah diketahui nilainya (10Ω, 12 Ω, 15 Ω, 33 Ω, 47 Ω)
    • RX (Resistor Variable) à (tahanan yang akan ditentukan besarannya) untuk sebagai resistor yang akan dicari nilainya
    • Kabel penghubung à untuk menghubungkan arus listrik yang mengalir
    • Kontak geser à untuk memutuskan atau mengalirkan arus listrik (saklar)
    • Kawat mikron à sebagai media stabilitas arus listrik (hambatannya konstan)

 

 

3.3  Skema Kerja

 

 

 

  1. 4.    PEMBAHASAN

 

4.1  Data Hasil Pengamatan

 

No

Rs (Ohm)

RX1

RX2

Polaritas A

Polaritas B

L1 (cm)

L2 (cm)

L1 (cm)

L2 (cm)

1

10

15,5

84,5

13

87

2

12

41,7

58,3

30

70

3

15

0,5

99,5

35

65

4

33

6,5

93,5

3

97

5

47

50

50

4

96

 

4.2  Analisa Data

  • Polaritas A

 

= 54,52

 

= 16,78

 

= 2985

 

= 474,6

 

= 47

 

 

  • Polaritas B

 

= 66,9

 

= 28

 

= 27,86

 

= 1067

 

= 1128

 

 

  • Ralat mutlak
    • Polaritas A

 

 

 

 

 

  • Polaritas B

 

 

 

 

 

 

  • Ralat Nisbi
    • Polaritas A

 

 

 

 

  • Polaritas B

 

 

 

 

  • Keseksamaan
    • Polaritas A

 

 

 

 

  • Polaritas B

 

 

 

 

No

Rx

Polaritas A

Polaritas B

1

54,52

66,9

651,66

396,64

424660,8

157323,3

2

16,78

28

689,4

435,56

475272,4

189712,5

3

2985

27,86

2278,82

435,7

5193020,6

189834,5

4

474,6

1067

231,58

-603,44

53629,3

364139,8

5

47

1128

659,18

-664,44

434518,3

441480,5

6581101,4

1342490,6

 

 

4.3  Analisa Prosedur

Pada praktikum fisika dasar tentang jembatan wheatstone, langkah pertrama yang dilakukan adalah mempersiapkan alat yang akan digunakan, kemudian dirantai sebuah jembatan wheatstone lalu dinyalakan power supply setelah itu diletakkan kontak geser pada kawat nikrom yang sudah diletakkan di atas penampang jembatan jembatan wheatstone, lalu geser ke kanan atau ke kiri sampai jarum galvanometer menunjuk angka nol karena sudah diasumsikan besarnya arus dan hambatan sama besar digunakan kawat nikron karena nilai hambatannya konstan. Sebelum merubah Rs, dimatikan terlebih dahulu power supplynya, (agar tidak terjadi hubungan arus pendek), baru Rs dipindahkan.

Langkah terakhir dicatat L1 dan L2, lalu dirubah Rs mulai 10Ω, 12 Ω, 15 Ω, 33 Ω, 47 Ω. Setelah itu dirubah Rx mulai dari Rx1 sampai Rx5. Galvanometer menunjukkan angka nol karena sudah diasumsikan besarnya arus.

 

4.4  Analisa Hasil

Pada percobaan praktikum ini tentang jembatan wheatstone mendapatkan hasil pada polaritas A untuk Rs 10Ω= L1 dan L2=15,5 dan 84,5, Rs 12 Ω= L1 dan L2=41,7 dan 58,3, Rs 15Ω L1=0,5 dan L2=99,5. Rs 33Ω L1=6,5 dan L2=93,5, Rs 47Ω L1=50 dan L2=50.

Pada percobaan praktikum fisika dasar tentang jembatan wheatstone mendapatkan hasil pada polaritas B untuk Rs 10Ω L1=13 dan L2=87, Rs 12 Ω= L1 dan L2=30 dan 70, Rs 15Ω L1=35 dan L2=85. Rs 33Ω L1=3 dan L2=97, Rs 47Ω L1=4 dan L2=96.

Hasil perhitungan Rx pada polaritas A didapatkan hasil Rs 10Ω= RxA=54,52 dan RxB=66,92, RS 12Ω= RxA=16,78 dan RxB=28, Rs 15Ω RxA=2985 dan RxB=27,86, Rs 33Ω= RxA=474,6 dan RxB=1067, dan Rs 47Ω= RxA=47 dan RxB=1128.

Setelah polaritas A dan B didapatkan hasil rata-rata  pada polaritas A, untuk polaritas B didapatkan hasil rata-rata

Setelah semua dihitung diperoleh hasil, ralat mutlak pada polaritas A, didapatkan hasil SXA=573,6, pada polaritas B didapatkan hasil SXB=259,1. Pada ralat nisbi polaritas A IA=80%, polaritas B IB=60%. Pada keseksamaan dari polaritas A=K=20% dan pada polaritas B=K=40%.

 

  1. 5.    PENUTUP

 

5.1  Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh dala praktikum ini adalah:

  • Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus yang melewatinya.
  • Hambatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut
  • Data perhitungan polariotas A dan polaritas B adalah Rs 10Ω (L1 dan L2=15,5 dan 84,5), Rs 12 Ω (L1 dan L2=41,7 dan 58,3), Rs 15Ω (L1=0,5 dan L2=99,5). Pada polaritas A, dan pada polaritas B adalah Rs 10Ω (L1=13 dan L2=87), Rs 12 Ω (L1 dan L2=30 dan 70, Rs 47Ω (L1=4 dan L2=96)
  • Data perhitungan Rx polaritas A&B= Rs 10Ω (RxA=54,52 dan RxB=66,92). RS 12Ω (RxA=16,78 dan RxB=28), RS 15Ω (RxA=2985 dan RxB=27,86). RS 33Ω (RxA=474,6 dan RxB=1067) dan RS 47Ω (RxA=47 dan RxB=1128). Rata-rata  dan .
  • Data perhitungan ralat mutlak polaritas A SXA=573,6, polaritas B SXB=259,1. Ralat nisbi pada polaritas A dan B, IA=80% dan IB=60%. Keseksamaan KA=20% dan KB=40%.
  • Resistor adalah suatu komponen dengan bahan konduktor yang dibuat sedemikian sehingga mempunyai hambatan tertentu
  • Galvanometer adalah alat ukur yang memiliki kepekaan tinggi oleh karena itu galvanometer dipakai pengukuran dengan tegangan kecil.

 

5.2  Saran

Dengan adanya praktikum fisika dasar tentang jembatan wheatstone sebaiknya pada praktikan untuk lebih sabar dalam mengukur rangkaian jembatan wheatstone agar mendapatkan hasil yang maksimal, praktikan lebih berhati-hati dalam menggunakan.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Bueche, Fredick J. dan Eugene Hecht. 2006. Fisika Universitas. Jakarta :

Erlangga.

Flink, R.J dan O.G Brink. 1984. Dasar-dasar Ilmu Instrumen. Jakarta : Binacipta.

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

Mars. 2010. Jembatan Wheatstone. http://marausna.wordpress.com/. Diakses pada

tanggal 16 November 2010 pukul 17.40 WIB.

Petra. 2010. http://deweypetra.ac.id. Diakses pada tanggal 16 November 2010

pukul 16.40 WIB.

Pratama, Luffi. 2009. http://sebuahnamauntukcinta.blogspot.com. Diakses pada

tanggal 16 November 2010 pukul 17.15 WIB.

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

Van der wol, G. 1985. Rangkaian Eletro Teknik. Jakarta : Erlangga.

Wikipedia. 2010. Hambatan Listrik. http://id.wikipedia.org.com/wiki/hambatan-listrik. Diakses pada tanggal 16 November 2010 pukul 17.37 WIB.

 

 

 

Your Reply

*