PRAKTIKUM RANGKAIN LISTRIK
MATERI : JEMBATAN WHEATSTONE
DI SUSUN OLEH:
NAMA : EKA SUSILAWATI
NIM :
4132121005
KELAS :
FISIKA DIK C 2013
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
T/A 2013/2014
KATA
PENGANTAR
Berkat
rahmat Tuhan Yang Maha Esa dan karunia NYA maka laporan Jembatan Wheatstone ini
dapat tersusun. Syukur alhamdulillah penulis dapat menyelesaikan laporan.
Laporan ini merupakan salah satu tugas pelengkap
dari Rangkain Listrik. Oleh kerena itu makalah ini disusun sebagai tambahan
pengetahuan bagi penulis khususnya. Pada kesempatan ini penulis sampaikan
terima kasih kepada pihak- pihak yang telah membantu, dalam pembuatan laporan
ini.
Akhirnya
bagai tiada gading yang tak retak. Penulis juga menyadari makalah ini masih
memiliki banyak kekurangan. Kiranya laporan ini masih dapat dikembangkan lagi.
Saran dan kritik yang membangun dari asistan laboratorium sangat
diharapkan penulis dan pemakai demi
kesempurnaan dan perbaikan yang akan datang. Sehingga nantinya laporan ini dapat di manfaatkan dengan baik.
Medan ,
1 Mei 2014
Hormat
kami
Penulis
DAFTAR
ISI
KATA PENGANTAR........................................................................................................... i
DAFTAR ISI........................................................................................................................ ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Judul Percobaan............................................................................................................. 1
1.2 Tujuan Percobaan........................................................................................................... 1
1.3 Tinjauan Teoritis............................................................................................................ 1
BAB II PEMBAHASAN
3.4 Alat dan Bahan............................................................................................................... 6
3.5 Prosedur Percobaan........................................................................................................ 7
3.6 Hasil Percobaan
dan Pembahasan.................................................................................. 7
BAB III PENUTUP
15.7 Kesimpulan.................................................................................................................. 13
15.8 Daftar Pustaka.............................................................................................................. 13
16.9 Hasil Pengamatan......................................................................................................... 14
I. JUDUL PERCOBAAN : JEMBATAN WHEATSTONE
II.
TUJUAN PERCOBAAN :
1. Memahami karakteristik dari jembatan
wheatstoone.
2. Melakukan pengukuran dan mengelola hasil
ukur melalui jembatan wheatstone.
3. Mengubah variasi-variasi kecil dalam
perlawanan menjadi variasi-variasi kecil.
4. Menentukan hambatan jenis suatu kawat
penghantar.
5. Mengetehui hubungan jembatan wheatstone
dengan pengukuran yang ada.
III.
TINJAUAN TEORITIS
Jembatan
wheaatstone
Jembatan
wheatstone merupakan sebuah metode yang digunakan untuk mengukur hambatan yang
belum diketehui. Selain itu jembatan wheatstone digunakan untuk mengoreksi
kesalahan yang dapat rjadi dalam
pengukuran hambatan menggunakan hukum ohm. Susunan rangkainjembatan wheatstone
ditunjukkan pada gambar.
Gambar.
Rangkain sederhana jembatan wheatstone
(
Kamajaya.2007 )
Rangkain jembatan wheatstone
Pada
rangkain, RX adalah hambatan yang besarnya dapat diubah-ubah dan R1
adlah hambatan yang hendak diukur besarnya. Dengan mengubah-ubah nilai R1
rangkain dapat dibuat setimbang sehingga jarum galvanometer G menunjukkan angka nol. Pada keadaan
tersebut arus yang melalui R1 dan RX sama yaitu I1.
Begitupun arus yang melalui R2 dan R3 sama yaitu I2.
Jadi dalam keadaan setimbang , pada
rangkain jembatan wheatstone diperoleh :
Vab
= Vad dan Vbc
= Vdc Sehingga
didapatkan
=
I1 RX =
I2 R3
=
R1 R3 = R2 Rx Atau R4 =
I1 R1 = I2 R2
=
(
Dudi Indrijit. 2007 )
Jembatan wheatstone
R1, R2 dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui,
sedangkan Rx adalah hambatan yang akan di cari besarnya. Pada keadaan
setimbang, galvanometer akan menunjukkan angka nol. Karena tidak ada arus yang
mengalir melalui galvanometer tersebut. Dalam keadaan ini berlaku hubungan :
Hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan
pengantar listrik/ konduktor,
yang dapat di gunakan untuk mengatur 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 :
Gambar. Pengukuran Hambatan
cara pertama
(
Vani Sugiyono. 2009 )
Hukum dasar
rangkaian listrik yang berhubungan dengan jembatan wheatstone:
·
Hukum ohm
Hukum ohm menyatakan “Jika suatu arus listrik melalui suatu
penghantar,maka kekuatan arus tersebut adalah sebanding-larus dengan tegangan
listrik yang terdapat diantara kedua ujung penghantar tadi”.
·
Hukum Kirchoff I
Dipertengahan abad 19, Gustav Robert Kichoff (1824-1887) menemukan
cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian
dikenal dengan hukum Kirchoff. Hukum Kirchoff berbunyi “Jumlah kuat arus yang
masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari
titik percabangan.”
·
Hukum Kirchoff II
Hukum Kirchoff II berbunyi, “Dalam rangkaian tertutup,
jumlah aljabar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol.”
Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol
adalah tidak adanya energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut atau
dalam arti semua energi bisa digunakan atau diserap.
(
Ari Damali. 2007 )
D. Prinsip Kerja Jembatan Wheatstone,
yaitu:
Hubungan antara resitivitas dan
hambatan, yang berarti setiap penghantar memiliki besar hambatan tertentu. Dan
juga menentukan hambatan sebagai fungsi dari perubahan suhu.
Hukum Ohm yang menjelaskan tentang hubungan
antara hambatan, tegangan dan arus listrik. Yang mana besar arus yang mengalir
pada galvanometer diakibatkan oleh adanya suatu hambatan.
Hukum Kirchoff 1 dan 2, yang mana
sesuai dari hukum ini menjelaskan jembatan dalam keadaan seimbang karena besar
arus pada ke-2 ujung galvanometer sama besar sehingga saling meniadakan
E. Aplikasi Jembatan Wheatstone
Salah satunya adalah dalam percobaan mengukur
regangan pada benda uji berupa beton atau baja. Dalam percobaan kita gunakan
strain gauge, yaitu semacam pita yang terdiri dari rangkaian listrik untuk
mengukur dilatasi benda uji berdasarkan perubahan hambatan penghantar di dalam
strain gauge. Strain gauge ini direkatkan kuat pada benda uji sehingga
deformasi pada benda uji akan sama dengan deformasi pada strain gauge.
Seperti kita ketahui, jika suatu
material ditarik atau ditekan, maka terjadi perubahan dimensi dari material
tersebut sesuai dengan sifat2 elastisitas benda. Perubahan dimensi pada
penghantar akan menyebabkan perubahan hambatan listrik, ingat persamaan R = ρ.L/A.
Perubahan hambatan ini sedemikian kecilnya, sehingga untuk mendapatkan hasil
eksaknya harus dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Wheatstone. Rangkaian
listrik beserta jembatan Wheatstonenya sudah ada di dalam strain gauge.
( D Young Hough. 2003 )
IV. ALAT DAN
BAHAN
Tabel
alat
|
NO
|
Nama Alat
|
Jumlah
|
1
|
Galvanometer
|
1 buah
|
2
|
Multimeter
|
1 buah
|
3
|
Kabel
|
4 buah
|
4
|
Jepit
buaya
|
4 buah
|
Tabel
bahan
|
No
|
Nama
Bahan
|
Spesifikasi
|
Jumlah
|
1
|
Resistor
|
100
,
200
,
470
|
3 buah
|
2
|
Potensiometer
|
100
|
1 buah
|
3
|
Power
suplay
|
9 V
|
1 buah
|
V.PROSEDUR
KERJA
NO
|
PROSEDUR KERJA
|
GAMBAR
|
1
2
3
4
5
|
Memeriksa
terlebih dahulu apakah resistor masih dapat digunakan.
Menyusun
rangkain sesuai dengan gambar dengan R1, R2, R3,
dan potensiometer.
Mengatur
nilai hambatan potensiometer sampai menunjukkan galvanometer nol, dengan
demikian nilai hambatan RX.
Menghitung
nilai hambatan RX dengan menggunakan kode cincinnya.
Mengulangi
prosedur 2-4 untuk lima variansi nilai R.
|
VI.
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Percobaan 1
|
R
|
Teori
|
Praktek
|
R1
|
200 Ω
|
200 Ω
|
R2
|
100 Ω
|
100 Ω
|
R3
|
470 Ω
|
470 Ω
|
R4
|
200 Ω
|
235 Ω
|
Resistor
1
Teori : merah hitam coklat emas
20 0
101
200
Ω
5%
Praktek
: Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
= 20
10
Ω
=
200 Ω
%kesalahan =
=
=
0%
Resistor
2
Teori : coklat hitam coklat emas
10 0
101
5%
100
Ω
5%
Praktek : Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
=
10
10
Ω
=
100 Ω
%kesalahan =
=
=
0%
Resistor
3
Teori : kuning ungu coklat emas
40 7
101
5%
470
Ω
5%
Praktek : Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
=
47
10
Ω
=
470 Ω
%kesalahan =
=
= 0%
Resistor
4 potensiometer
Teori
: R4 =
=
=
235 Ω
Praktek : Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
=
2
100 Ω
=
200 Ω
%
kesalahan =
=
=
14,8%
Percobaan 2
|
R
|
Teori
|
Praktek
|
R1
|
470 Ω
|
470 Ω
|
R2
|
200 Ω
|
200 Ω
|
R3
|
100 Ω
|
100 Ω
|
R4
|
42,55 Ω
|
45 Ω
|
Resistor
1
Teori : kuning ungu coklat emas
40 7
101
5%
470
Ω
5%
Praktek : Hp =
sekala yang ditunjuk
pengali
=
47
10
Ω
=
470 Ω
%
kesalahan =
=
=
0%
Resistor
2
Teori : merah hitam coklat emas
20 0
101
200
Ω
5%
Praktek : Hp =
sekala yang ditunjuk
pengali
=
20
10
Ω
=
200 Ω
%
kesalahan =
=
=
0%
Resistor
3
Teori : coklat hitam coklat emas
10 0
101
5%
100
Ω
5%
Praktek : Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
=
10
10
Ω
=
100 Ω
%
kesalahan =
=
=
0%
Resistor
4 potensiometer
Teori : R4 =
=
=
42,55 Ω
Praktek : Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
=
4,5
10
Ω
=
45 Ω
%
kesalahan =
=
=
5,7%
Percobaan 3
|
R
|
Teori
|
Praktek
|
R1
|
100 Ω
|
100 Ω
|
R2
|
470 Ω
|
470 Ω
|
R3
|
200 Ω
|
200 Ω
|
R4
|
1000 Ω
|
940 Ω
|
Teori
: coklat hitam coklat emas
10 0
101
5%
100 Ω
5%
Praktek
: Hp =
sekala yang ditunjuk
pengali
= 10
10 Ω
= 100 Ω
% kesalahan =
=
= 0%
Resistor 2
Teori
: kuning ungu coklat emas
40 7
101
5%
470 Ω
5%
Praktek
: Hp =
sekala yang ditunjuk
pengali
= 47
10 Ω
= 470 Ω
% kesalahan =
=
= 0%
Resistor 3
Teori
: merah hitam coklat emas
20 0
101
200 Ω
5%
Praktek
: Hp =
sekala yang ditunjuk
pengali
= 20
10
= 200 Ω
% kesalahan =
=
= 0%
Resistor 4 potensiometer
Teori
: R4 =
=
= 940 Ω
Praktek
: Hp = sekala yang ditunjuk
pengali
= 10
100 Ω
= 1000 Ω
% kesalahan =
=
= 6,38%
VII.KESIMPULAN
1.
Dalam percobaan ini hambatan yang
belum diketehui nilainya yaitu potensiometer yanng disebut hambatan pengganti.
2.
Dalam percobaan kita dapat
membuktiksn hubungan rangkaian seri dan paralel.
3.
Dalam percobaan ini didapatkan
persen kesalahan dikarenakan kesalahan praktikan ataupun resistansi alat yang
sudah berkurang.
4.
Jembatan wheatstone itu merupakan
jembatan yang dapat menentukan hambatan dengan prinsip menyeimbangkan kedua
komponen dalam suatu sirkuit.
5.
Untuk mengurangi persen kesalahan
selalu kalibrasi alat dan bahan yang digunakan.
6.
Dalam prinsip jembatan wheatstone
jika nilai R1 R4 sama dengan nilai R2 R3 maka
nilai R5 yang berada dalam rangkain diabaikan.
7.
Saat rangkain dihubungkan dengan
galvanometer untuk mendapatkan nilai hambatan R4 terlebih dahulu
diputar potensiometer agar galvanometer menunjukkan angka nol.
8.
Pada saat pengukuran nilis
resistor antara teori dan praktek tidak ada persen kesalahan, ini menunjukkan
nilai resistansi resistor masih bagus.
9.
Nilai hambatan pengganti setiap
percobaan secara teori adalah 200
,
42,55
,
dan 940
10. Persen
kesalahan nilai hambatan pengganti paling besar pada percobaan 1 yaitu 14,8%,
namun masih bis adikatakan data benar.
VIII.DAFTAR PUSTAKA
Darmali,
Ari .2007. Panduan Lengkap Eksperimen
Fisika . Jakarta : Wahya Media.
Hough,
D Young . 2003. Fisika Universitas
.Jakarta : Erlangga.
Indrijit,
Dudi .2007. Mudah dan Aktif Belajar
Fisika .Bandung : PT Setia
Purnama.
Young
.1999. Cerdas Belajar Fisika .
Bndung : Gralindo Media Pratama.
Sugiyono,
Vani .2009. FISIKA . Surabaya : PT. Kawan Pustaka.
MEDAN,
17 MARET 2014
DOSEN/ASISTEN PRAKTIKAN
(IRPAN AFANDI) (EKA SUSILAWATI)
NIP/NIM:
4111640002 NIM: 4132121005
HASIL PENGAMATAN
JUDUL
PERCOBAAN : JEMBATAN WHEATSTONE
KELOMPOK : V(LIMA)
DATA PERCOBAAN
TABEL
PENGAMATAN
No
|
Percobaan
|
R1
|
R2
|
R3
|
R4
|
1
|
I
|
200
|
470
|
100
|
235
|
2
|
II
|
100
|
200
|
470
|
45
|
3
|
III
|
470
|
100
|
200
|
1000
|
MEDAN,
17 MARET 2014
DOSEN/ASISTEN PRAKTIKAN
(IRPAN AFANDI) (EKA
SUSILAWATI)
NIP/NIM:
4111640002 NIM:
4132121005
Tidak ada komentar:
Posting Komentar