Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur hambatan yang tidak diketahui. Prinsip kerjanya didasarkan pada keseimbangan potensial, di mana arus listrik tidak mengalir melalui galvanometer ketika rangkaian seimbang.

Rangkaian jembatan Wheatstone terdiri dari empat resistor yang membentuk dua cabang paralel. Dua resistor tetap terhubung ke satu cabang, sedangkan resistor variabel dan resistor yang tidak diketahui terhubung ke cabang lainnya. Galvanometer terhubung antara titik tengah kedua cabang.

Pengertian Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur resistansi yang tidak diketahui dengan membandingkannya dengan resistansi yang diketahui.

Prinsip dasar jembatan Wheatstone adalah bahwa ketika empat resistor disusun dalam bentuk jembatan, dan dua titik tengah dari dua lengan yang berlawanan dihubungkan, tidak akan ada arus yang mengalir melalui titik tengah tersebut jika nilai resistansi pada kedua lengan yang berlawanan sama.

Skema Rangkaian Jembatan Wheatstone

Skema rangkaian jembatan Wheatstone ditunjukkan pada gambar berikut:

• R1 dan R2 adalah resistor yang diketahui.
• Rx adalah resistor yang tidak diketahui.
• R3 adalah resistor variabel.
• G adalah galvanometer.

Komponen Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur resistansi yang tidak diketahui. Rangkaian ini terdiri dari empat resistor yang disusun dalam bentuk jembatan, dengan galvanometer yang terhubung di antara dua titik jembatan.

Komponen Jembatan Wheatstone

• Resistor Tetap: Resistor dengan nilai resistansi yang diketahui dan tidak berubah.
• Resistor Variabel: Resistor dengan nilai resistansi yang dapat diubah dengan menggerakkan penggeser.
• Galvanometer: Perangkat yang mendeteksi arus listrik kecil dengan menggerakkan jarum pada skala.
• Baterai: Sumber tegangan listrik yang digunakan untuk memberi daya pada jembatan.

Tabel Perbandingan Resistor Tetap dan Resistor Variabel

Jenis Resistor	Nilai Resistansi	Fungsi
Resistor Tetap	Diketahui dan tidak berubah	Menyediakan referensi resistansi yang stabil
Resistor Variabel	Dapat diubah dengan penggeser	Menyesuaikan nilai resistansi untuk menyeimbangkan jembatan

Persamaan Jembatan Wheatstone

Persamaan Jembatan Wheatstone adalah persamaan yang digunakan untuk menentukan nilai resistor yang tidak diketahui dalam rangkaian jembatan Wheatstone. Persamaan ini didasarkan pada prinsip bahwa jembatan berada dalam keadaan seimbang ketika tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer.

Variabel yang Terlibat

• R₁: Resistor yang diketahui
• R₂: Resistor yang diketahui
• R₃: Resistor yang tidak diketahui
• R₄: Resistor yang tidak diketahui

Persamaan Jembatan Wheatstone

Persamaan Jembatan Wheatstone dinyatakan sebagai berikut:

R ₁ /R ₂ = R ₃ /R ₄

Menentukan Nilai Resistor Tidak Diketahui

Untuk menentukan nilai resistor yang tidak diketahui, misalnya R ₃ , persamaan dapat diubah menjadi:

R ₃ = R ₁

R ₄ / R ₂

Dengan mengganti nilai resistor yang diketahui, nilai resistor yang tidak diketahui dapat dihitung.

Aplikasi Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone adalah alat yang banyak digunakan dalam pengukuran listrik dan elektronik. Prinsip kerjanya didasarkan pada penyeimbangan empat hambatan dalam suatu rangkaian, yang menghasilkan pembacaan nol pada galvanometer yang terhubung.

Pengukuran Hambatan

Jembatan Wheatstone dapat digunakan untuk mengukur hambatan yang tidak diketahui dengan membandingkannya dengan hambatan standar yang diketahui. Dengan menyeimbangkan jembatan, hambatan yang tidak diketahui dapat dihitung menggunakan persamaan:“`R_x = R_1

R_3 / R_2

“`di mana:* R_x adalah hambatan yang tidak diketahui

R_1, R_2, dan R_3 adalah hambatan yang diketahui

Pengukuran Tegangan

Jembatan Wheatstone juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan dengan menghubungkannya ke sumber tegangan dan menyeimbangkannya menggunakan hambatan yang diketahui. Tegangan yang tidak diketahui dapat dihitung menggunakan persamaan:“`V_x = V_s

R_3 / (R_1 + R_3)

“`di mana:* V_x adalah tegangan yang tidak diketahui

• V_s adalah tegangan sumber
• R_1 dan R_3 adalah hambatan yang diketahui

Pengukuran Arus

Selain mengukur hambatan dan tegangan, jembatan Wheatstone juga dapat digunakan untuk mengukur arus dengan menghubungkannya secara seri dengan sumber arus dan menyeimbangkannya menggunakan hambatan yang diketahui. Arus yang tidak diketahui dapat dihitung menggunakan persamaan:“`I_x = I_s

R_2 / (R_1 + R_2)

“`di mana:* I_x adalah arus yang tidak diketahui

• I_s adalah arus sumber
• R_1 dan R_2 adalah hambatan yang diketahui

Batasan dan Kesalahan Jembatan Wheatstone

Meskipun Jembatan Wheatstone adalah alat yang akurat untuk mengukur resistansi, terdapat beberapa batasan dan sumber kesalahan yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran.

Kesalahan dapat disebabkan oleh berbagai faktor, termasuk:

Sumber Kesalahan

• Kesalahan Paralel: Kesalahan ini terjadi ketika resistansi shunt paralel dengan resistor yang tidak diketahui, yang menyebabkan pembacaan yang lebih rendah dari nilai sebenarnya.
• Kesalahan Seri: Kesalahan ini terjadi ketika resistansi seri dengan resistor yang tidak diketahui, yang menyebabkan pembacaan yang lebih tinggi dari nilai sebenarnya.
• Kesalahan Kontak: Kesalahan ini terjadi ketika koneksi antara jembatan dan resistor yang tidak diketahui tidak sempurna, yang menyebabkan pembacaan yang tidak akurat.
• Kesalahan Suhu: Kesalahan ini terjadi ketika suhu jembatan atau resistor yang tidak diketahui berubah, yang menyebabkan perubahan resistansi dan pembacaan yang tidak akurat.

Mengatasi Kesalahan

Untuk meningkatkan akurasi pengukuran, penting untuk meminimalkan kesalahan yang dapat terjadi saat menggunakan Jembatan Wheatstone. Hal ini dapat dilakukan dengan:

• Menggunakan resistansi shunt dan seri dengan nilai yang sangat rendah untuk meminimalkan kesalahan paralel dan seri.
• Membuat koneksi yang baik antara jembatan dan resistor yang tidak diketahui untuk menghindari kesalahan kontak.
• Mengendalikan suhu jembatan dan resistor yang tidak diketahui untuk menghindari kesalahan suhu.
• Mengkalibrasi jembatan secara teratur untuk memastikan akurasi pengukuran.

Akhir Kata

Jembatan Wheatstone adalah alat yang berharga untuk mengukur hambatan yang tidak diketahui. Ini memiliki berbagai aplikasi dalam pengukuran listrik dan elektronik, seperti mengukur tegangan, arus, dan induktansi.

Tanya Jawab (Q&A)

Apa itu persamaan jembatan Wheatstone?

Persamaan jembatan Wheatstone adalah R1/R2 = R3/Rx, di mana R1 dan R2 adalah resistor tetap, R3 adalah resistor variabel, dan Rx adalah resistor yang tidak diketahui.

Bagaimana cara menggunakan jembatan Wheatstone untuk mengukur hambatan?

Untuk mengukur hambatan menggunakan jembatan Wheatstone, sesuaikan resistor variabel hingga galvanometer tidak menunjukkan aliran arus. Pada titik ini, rangkaian seimbang dan nilai resistor yang tidak diketahui dapat dihitung menggunakan persamaan jembatan Wheatstone.

Apa saja batasan jembatan Wheatstone?

Batasan jembatan Wheatstone meliputi kesalahan karena resistansi internal baterai, efek suhu, dan resolusi terbatas resistor variabel.