LABORATORIUM
FISIKA
LAPORAN
PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA
DASAR 1
Judul Praktikum : Jembatan Wheatstone
Hari/Tanggal :
Minggu/ 29 Desember 2013
|
|
Nama : MINARTI
NIM : 20600112099
Kelompok : V (LIMA)
Asisten : PERTIWI
JURUSAN
PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS
TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
2013/2014
LEMBAR
PENGESAHAN
Laporan Lengkap
Praktikum Elektronika Dasar 1 dengan judul percobaan “ Jembatan Wheatstone”
disusun oleh:
NAMA : MINARTI
NIM : 20600112099
KELAS : FISIKA 5.6/C
KELOMPOK : V (LIMA)
Telah diperiksa dan
dinyatakan ACC oleh Asisten dengan nilai :
|
|
Samata, Januari 2014
Asisten,
Praktikan,
PERTIWI MINARTI
NIM : 20404110073 NIM:
20600112099
Mengetahui Koordinator Asisten,
Elektronika
Dasar 1
BUDI
HARIANTO
NIM : 20404110020
RANGKAIAN
JEMBATAN WHEATSTONE
Minarti, Sitti
Zam-zam, Yusfirah khariskawat, Bandi
Jurusan
Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah UIN Alauddin Makassar
Abstrak
Telah
dilakukan praktikum elektronika dengan judul “Rangkaian Jembatatan Wheatstone”.
Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Jurusan Pendidikan
Fisika. Praktikum ini bertujuan untuk dapat merakit rangkaian percobaan
jembatan wheatstone, dapat menghitung besarnya nilai resistor tertentu dalam
suatu rangkaian jembatan wheatstone, dapat Menghitung besarnya nilai
kondensator tertentu dalam suatu rangkaian jembatan wheatstone. Variable yang
diukur dalam praktikum ini adalah nilai resistansi (kemampuan menghambat arus
listrik) pada sebuah potensiometer digunakan metode untuk menentukan jembatan
wheatstone. Hambatan listrik suatu bahan penghantar tersebut yang mana adalah
kemampuan dari penghantar itu untuk mengalirkan arus listrik. Hasil pengamatan
menunjukkan bahwa Galvanometer dapat digunakan untuk mendeteksi arus listrik
yang relative kecil.Dalam rangkaian jembatan wheatstone dan melakukan
perbandingan antara besar hambatan yang telah diketahui dengan besar hambatan
yang belum diketahui yang tentunya dalam keadaan jembatan itu seimbang.
Kesimpulan yang diperoleh dari hasil praktikum ini adalah galvanometer dapat
digunakan untuk mengukur nilai resistansi yang relative kecil dan hasil
pengamatan yang diperoleh jika menggunakan multimeter nilainya mendekati dari
penunjukan nilai galvanometer dengan nilai dari persamaan umum jembatan
wheatstone jika menggunakan analisis persamaan umum dari jembatan wheatstone.
Kata
kunci:
Resistansi.
TUJUAN
1. Dapat
merakit rangkaian percobaan jembatan wheatstone.
2. Dapat
menghitung besarnya nilai resistor tertentu dalam suatu rangkaian jembatan
wheatstone.
3. Dapat
Menghitung besarnya nilai kondensator tertentu dalam suatu rangkaian jembatan
wheatstone.
METODOLOGI EKSPERIMEN
Rangkaian Jembatan Wheatstone merupakan
rangkaian yang terdiri dari resistor dan catu daya (power supply). Jembatan
wheatstone sendiri adalah rangkaian jembatan yang pada umunya digunakan untuk
mengukur presisi tahanan dengan nilai 1 ohm sampai dengan mega ohm. 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 (5.1).
|
C
|
|
R
|
R
|
Rs
|
|
Ra
|
G |
|
RX
|
|
E
|
|
D
|
|
S
|
Gambar 5.1. Rangkaian
Jembatan Wheatstone
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 dicapai galvanometer G tak
teraliri arus, artinya tak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan
demikian akan berlaku persamaan :
(1)
Untuk menyederhanakan rangkaian dan
untuk menghubungkan besarnya R bergantung pada panjang penghantar, maka
rangkaian jembatan Wheatstone dapat di ubah menggunakan kawat penghantar
seperti gambar (5.2 ) di bawah ini:
|
S
|
|
RX
|
|
Ra
|
G |
|
E
|
|
L1
|
|
A
|
|
B
|
|
L2
|
Gambar 5.2 Rangkaian Jembatan Wheatstone menggunakan
kontak geser di atas kawat penghantar
Pada kawat penghantar AB di berikan
suatu kontak geser yang berasal 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 demikian dapat diperoleh hasil
sebagai berikut:
(2)
Untuk menentukan nilai hambatan
listrik dengan presisi digunakan metode jembatan Wheatstone yang rangkaian di
tunjukkan dalam gambar (5.3) b
|
a
|
|
R1
|
|
b
|
|
R2
|
|
R3
|
|
G
|
Gambar 5.3 : Metode Jembatan
Wheatstone
Bila
Vac = Vbc, maka dalam keadaan saklar S tutup. Maka
penunjukkan galvanometer G adalah nol. Dalam gambar R1, R2,
dan R3, di ketahui sehingga hambatan Rx yang di cari.
Prinsip dasar dari jembatan
wheatstone adalah
keseimbangan. Sifat umum dari arus listrik adalah arus akan mengalir menuju
polaritas yang lebih rendah. Jika terdapat persamaan polaritas antara kedua
titik maka arus tidak akan mengalir dari kedua titik tersebut. Dalam rangkaian dasar jembatan wheatstone
penghubung kedua titik tadi disebut sebagai jembatan wheatstone. 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.
Alat
dan Komponen
1. Alat
a.
Power Supply 0 – 12 Volt 1
buah
b.
Galvanometer (μA) 1
buah
c.
Multimeter 1
buah
2. Komponen
a.
Potensiometer B 50 K 1
buah
b.
Resistor 47 KΩ
2 buah
c. Resistor
10 KΩ
1 buah
d.
Resistor 100 KΩ
1 buah
e. Kabel
penghubung/probe 11
buah
Identifikasi
Variabel
Kegiatan 5.1: Mengukur Rx pada tegangan sumber
yang berbeda
1.
Variabel kontrol : Resistor
2.
Variabel
manipulasi : Tegangan Sumber
3.
Variabel
respon : Resistansi
Potensiometer
Kegiatan 5.2: Mengukur Rx pada resistor yang
berbeda
1.
Variabel
kontrol : Tegangan sumber
2.
Variabel
manipulasi : Resistansi resistor
3.
Variabel
respon : Resistansi
Potensiometer
Defenisi Operasional Variabel
Kegiatan 5.1 : Mengukur Rx pada tegangan
sumber yang berbeda
1.
Variabel
kontrol
Resistor adalah komponen yang digunakan untuk menghambat arus yang akan masuk pada rangkaian serta nilai resistansinya
dapat diukur tanpa harus mengukurnya dengan menggunakan Ohmmeter
2.
Variabel
manipulasi
Tegangan sumber sebagai sumber yang dapat mengalirkan arus
listrik pada rangkaian jembatan wheatstone.
3.
Variabel
respon
Resistansi
Potensiometer kemampuan suatu alat untuk mengetahui suatu nilai resistansi yang
dapat diubah-ubah dengan memutar potnya hingga penunjukan jarum galvanometer
nol.
Kegiatan 5.2 : Mengukur Rx pada resistor yang
berbeda
1.
Variabel
kontrol
Tegangan sumber adalah sebagai sumber yang dapat mengalirkan
arus listrik pada rangkaian jembatan wheatstone.
2.
Variabel
manipulasi
Resistansi Resistor sebagai komponen yang digunakan untuk menghambat arus yang akan masuk pada
rangkaian serta nilai resistansinya dapat diukur tanpa harus mengukurnya dengan
menggunakan Ohmmeter.
3.
Variabel
respon
Resistansi
Potensiometer sebagai alat yang digunakan untuk mengetahui suatu nilai
resistansi yang dapat diubah-ubah dengan memutar potnya hingga penunjukan jarum
galvanometer nol.
Prosedur
Kerja
Prosedur kerja dari percobaan ini
adalah:
1. Menyiapkan
alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Membuat
rangkaian seperti pada gambar berikut:
|
G
|
|
R3
|
|
RX
|
|
Vs
|
|
R1
|
|
R2
|
Gambar 5.3 : Rangkaian Dasar
Jembatan Wheatstone
3. Mengatur
potensiometer (RX) sehingga galvanometer (μA) menunjukkan angka nol.
4. Melepaskan
potensiometer dan mengukur nilai resistensi pada potensiometer.
5. Mengulangi
percobaan dengan nilai R dan tegangan sumber yang berbeda.
6. Mengulangi
percobaan di atas dengan mengganti R1, R2 dan R3
dengan nilai 47 KΩ, 10KΩ, dan 100 dengan C1 dan C2 (ganti
sumber tegangan DC dengan AC sebesar 3 Volt, 6 Volt, 9 Volt dan 12 Volt).
7. Mencatat
hasil pengamatan pada tabel yang telah
disiapkan.
HASIL
EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
Hasil
Pengamatan
Hasil pengamatan yang
diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut:
Tabel 5.1 : Menghitung nilai Rx pada tegangan sumber dan resistor
yang diubah-ubah.
NST Ohmmeter : 0,01 Ω
|
NO
|
VS (Volt)
|
R1 (KΩ)
|
R2 (KΩ)
|
R3 (KΩ)
|
RX praktikum(KΩ)
|
|
1.
|
3
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
|
2.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
7,910
|
|
|
3.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
6,090
|
|
|
4.
|
6
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
|
5.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
8,700
|
|
|
6.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
5,670
|
|
|
7.
|
9
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
|
8.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
8,730
|
|
|
9.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
5,210
|
|
|
10.
|
12
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
|
11.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
9,780
|
|
|
12.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
5,360
|
Tabel
5.2 : Menghitung nilai Rx analisis, nilai perbandingan dan pelaporan fisika dari percobaan.
NST Ohmmeter : 0,01 Ω
|
NO
|
VS (Volt)
|
R1
(KΩ)
|
R2 (KΩ)
|
R3
(KΩ)
|
RX analisis
(KΩ)
|
Nilai perbandingan
(%)
|
PF
(KΩ)
|
|
1.
|
3
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
0,00
|
|
|
2.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
10,000
|
20,90
|
|
|
|
3.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
29,50
|
|
|
|
4.
|
6
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
0,00
|
|
|
5.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
10,000
|
13,00
|
|
|
|
6.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
20,63
|
|
|
|
7.
|
9
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
0,00
|
|
|
8.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
10,000
|
12,70
|
|
|
|
9.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
10,85
|
|
|
|
10.
|
12
|
47,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
0,00
|
|
|
11.
|
100,000
|
10,000
|
100,000
|
10,000
|
2,20
|
|
|
|
12.
|
100,000
|
10,000
|
47,000
|
10,000
|
14,04
|
|
Analisis
Data
1. Menghitung
Nilai (Rx Analisis)
§ Rumus
Umum :
2.
Menghitung % Perbandingan
Rumus
Umum:
§ %
Perbandingan =
x
100 %
3.
Pelaporan Fisika
§ Rumus
Umum : PF=
׀
׀ Satuan
PEMBAHASAN
Pada percobaan ini diketahui
NST multimeter adalah 0,01 KΩ, dan juga kami mengambil data sampai pada
rangkaian dengan menggunakan resistor tiga pasang yang sama. Setelah
galvanometer menunjukkan angka nol, potensiometer pada rangkaian kami lepas dan
kemudian mengukur resistansi pada potensiometer dengan menggunakan multimeter.
Kami menggunakan resistor secara berturut-turut yaitu R1 = 47 KΩ, R2
= 10 KΩ dan R3 = 100 KΩ resistor, yang memiliki resistansi
sama dan satunya lagi menggunakan resistor yang berbeda, sedangkan sumber tegangan
yang dipakai adalah AC. Posisi galvanometer berada ditengah rangkaian, untuk
memperoleh penunjukan galvanometer pada angka nol maka pada rangkaian
potensiometer di geser.
Pada saat sumber
tegangan 3 volt, untuk Menghitung % perbandingan yaitu 0%, 20,9 %, 29,57%. Pada
saat sumber tegangan 6 volt, untuk Menghitung % perbandingan yaitu 0%, 13 %, 20,63%.
Pada saat sumber tegangan 9 volt, untuk Menghitung % perbandingan 0%, 12,7 %,
dan 10,85%. Pada saat sumber tegangan 12 volt, untuk Menghitung % perbandingan diperoleh
0 %, 2,2 %, dan 14,04%.
Berdasarkan hasil dari analisis yang
diperoleh, dapat diketahui bahwa Percobaan kami Kurang berhasil. Hal ini disebabkan oleh beberapa
faktor, seperti pada saat menggeser- geser kontak logam kekanan atau kekiri,
jarum galvanometer tidak tepat berhenti di angka nol, jarum galvanometer cepat
sekali berubah-ubah posisinya sehingga praktikan kurang tepat pada saat
menentukan pada panjang kawat berapa meter jarum galvanometer menunjukan angka
nol.selain itu praktikan juga kurang teliti pada saat menggeser-geser kontak
logam, dalam hal ini kadang terlalu cepat dalam menggeser logam sehingga jarum
galvanometer yang tadinya sudah akan menunjuk ke angka nol menjadi menyimpang
kembali.
SIMPULAN
Dari percobaan yang
telah di lakukan maka
kami menyimpulkan bahwa,
Jembatan
Wheatstone adalah alat ukur yang 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
proses menentukan nilai hambatan listrik
yang presisi/tepat menggunakan rangkaian Jembatan
Wheatstone dan melakukan perbandingan antara besar hambatan yang telah diketahui dengan besar hambatan
yang belum diketahui yang
tentunya dalam keadaan Jembatan disebut seimbang yaitu
Galvanometer menunjukkan pada angka nol. Karena pengukuran dengan menggunakan Galvanometer dapat menghasilkan pengukuran yang tepat maka dari itu disebut presisi. Dari percobaan dapat di lihat, jika hambatan di susun secara seri atau paralel maka nilai hambatan ekivalen
yang di dapatkan bernilai kecil.
DISKUSI
Penunjukan nol pada Galvanometer
ternyata masih ada arus yang lepas dari serapan potensiometer. Pada rangkaian
jembatan Wheatstone, fungsi potensiometer adalah menghambat arus sebisa mungkin
sampai tidak ada lagi arus yang mengalir pada Galvanometer. Penunjukan jarum
Galvanometer ternyata masih menunjukkan ada arus yang mengalir, karena
pengamatan manusia terbatas terhadap penunjukan alat yang digunakan.
DAFTAR
RUJUKAN
E, David. 1994. Experiments
in Electronic Devices and Circuit. New York: Cambridge University Press.
Eggleston, Dennis l. 2011. Basic Electronics for Scients and Engineers. New York: Cambridge University Press.
Giancoli. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Halliday & Resnick . 2012. Fisika Dasar Jilid 2 Edisi Tujuh.
Jakarta: Binarupa Aksara.
Serway, R. 1989. Physic
For Scientist & Engineers with Modern Physic. Virginia: James Madison
University Harrisonburg.
LAMPIRAN
1. Menghitung
Nilai (Rx Analisisis)
a.
Saat nilai
R1
= 47 KΩ
R2
= 10 KΩ
R3
= 47 KΩ
= 10,00KΩ
b. Saat
nilai
R1
= 100 KΩ
R2
= 10 KΩ
R3 =
100 KΩ
= 10,00KΩ
c. Saat
nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
=
4,70 KΩ
2.
Pengukuran rangkaian jembatan wheatstone (Rx Praktek)
Tegangan 3 volt
a. Saat
nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 10,00 KΩ
b.
Saat nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
= 10,00 KΩ
c.
Saat nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 4,70 KΩ
Tegangan 6 volt
a. Saat
nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 10,00 KΩ
b. Saat
nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
= 10,00 KΩ
c. Saat
nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 4,70 KΩ
Tegangan 9 volt
a. Saat nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 10,00 KΩ
b. Saat
nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
= 10,00 KΩ
c. Saat nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 4,70 KΩ
Tegangan 12 volt
a. Saat nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 10,00 KΩ
b. Saat
nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
= 10,00 KΩ
c. Saat
ini
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 4,70 KΩ
3.
Menghitung % perbandingan
Rumus Umum
a. Vs
= 3 volt
4. Saat Nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 0 %
5. Saat Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
= 20,9 %
6.
Saat Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 29,57%
b. Vs
= 6 volt
1. Saat Nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 0 %
2.
Saat Nilai
R1 =
100 KΩ
R2 =
10 KΩ
R3 =
100 KΩ
= 13 %
3. Saat
Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 20,63%
c.
Vs =
9 volt
1.
Saat Nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 0 %
2. Saat
Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
= 12,7
%
3. Saat
Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 10,85%
d. Vs
= 12 volt
1.
Saat Nilai
R1 = 47 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
= 0 %
2. Saat Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 100 KΩ
=
2,2 %
3. Saat Nilai
R1 = 100 KΩ
R2 = 10 KΩ
R3 = 47 KΩ
=
14,04%
4. Pelaporan Fisika
§ PF=׀
׀ Satuan
PF=׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF= ׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀
Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§
PF=׀
׀Satuan
§ PF=
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF= ׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF=
׀
׀ KΩ
§ PF=׀
׀Satuan
PF= ׀
׀ KΩ
Tidak ada komentar:
Posting Komentar