Sebelum membahas mengenai jembatan Wheatstone, sebaiknya sobat baca terlebih dahulu tentang Konsep Dasar Kelistrikan agar prinsip-prinsip jembatan Wheatstone lebih mudah di pahami.
Rangkaian Listrik Jembatan (Electrical Bridge) adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur nilai-nilai besaran listrik seperti resistansi (R) yang merupakan kemampuan untuk menghambat arus listrik; kapasitansi (C), yang merupakan kemampuan untuk menyimpan muatan listrik; dan induktansi (L), yang merupakan kemampuan untuk membuat arus listrik yang menghasilkan medan magnet. (Terjemahan Bebas dari Microsoft ® Encarta ® 2009)
Secara umum, rangkaian listrik jembatan adalah rangkaian listrik yang dirangkai seperti gambar berikut :
Rangkaiannya mirip jembatan dalam pengertian sehari-hari, di mana Galvanometer selaku jembatannya. Kadang-kadang, rangkaian listrik jembatan disebut rangkaian jembatan saja.
Ada banyak rangkaian jembatan, di antaranya:
1. Rangkaian Jembatan Wheatstone
2. Rangkaian Jembatan Wien
3. Rangkaian Jembatan Kelvin
4. Dan lain sebagainya
Komponen listrik dan kegunaan dari rangkaian-rangkaian di atas pun berbeda, untuk jembatan Wheatstone, kegunaannya antara lain adalah
a. Mengukur resistansi (R) suatu bahan –selain dengan menggunakan Voltmeter dan Amperemeter–. (yang menjadi bahasan kita di sini)
b. Sebagai rangkaian pengondisi pada suatu sensor. (tidak dibahas di posting ini)
Oke, kita mulai.. Suatu rangkaian disebut rangkaian jembatan Wheatstone jika rangkaiannya seperti gambar di bawah ini:
Perlu diingat bahwa selain kabel, komponen listrik jembatan Wheatstone hanya Galvanometer (pendeteksi arus listrik) dan resistor atau bahan lain yang bersifat resistif misalnya kawat dsb.
Misalnya R1, R2, dan R3 sudah kita ketahui nilainya, dan kita akan mencari tahu berapa besarnya Rx dengan jembatan Wheatstone! (dengan R1 dan R3 dapat diubah-ubah besarnya)
Cara untuk mengetahui Rx adalah dengan mengubah-ubah R1 atau R3 sampai Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya, jika sudah demikian, catat nilai R1, R2, dan R3 yang menyebabkan Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik tadi. Kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk menghitung Rx.
Dari mana asal rumus ini?
Sekarang, kita tinjau dan analisis rangkaian jembatan Wheatstone di atas.
Kita memilih Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya agar perumusan jauh lebih mudah, mari kita lihat perumusannya.
Jika tidak ada arus listrik yang mengalir melewati Galvanometer artinya Vbd = 0, ini mengakibatkan Vab = Vad, dan Vbc = Vdc ; serta i1 = i3 dan i2 = i4 ; dan karenanya iG = 0.
Bagi persamaan (1) dengan persamaan (2), ingat bahwa i1 = i3 dan i2 = i4 ;
Pada prakteknya, untuk mengukur resistansi suatu resistor yang tidak diketahui, kita mengganti dua buah resistor dengan sebuah kawat. Rangkaiannya menjadi seperti berikut
Ingat kembali bahwa
Pada kawat, kita menggeser-geser kabel penghubung dari Galvanometer sampai Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus yang mengalir pada Galvanometer tersebut. Maka rumus
Dapat diganti menjadi bentuk di bawah ini
Dengan asumsi kawat yang digunakan ini berbahan dengan ρ dan luas penampang A yang seragam di sepanjang kawat.
Nah, untuk mengukur resistansi suatu resistor atau bahan resistif lainnya kita dapat menggunakan rangkaian di bawah ini
Dengan menggeser-geser kabel penghubung dari Galvanometer di kawat sampai Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik, catat panjang kawat L1 dan L2, kemudian gunakan rumus berikut untuk mengetahui besarnya resistansi Rx.
kalau yang aplikasinya untuk sensor ada mas?
ReplyDelete1. Manfaat Jembatan Wheatstone di bidang Perikanan
DeletePerancangan 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.
2.kalo dalam aplikasi teknik sipil 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 = ρL/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.
3. Sensor Timbangan Massa Digital
menggunakan sensor regangan mekanik/ strain gages/ filamen regangan.
filamen tersebut memiliki nilai elastisitas tertentu layak na pegas dan memiliki nilai R yang besar na akan berubah tergantung tekanan yg diberikan ( filamen tersebut akan berubah dimensi kemudian nilai R na berubah sesuai pers. R=ro. l/A) - filamen regangan ditempatkan pada rangkaian jembatan wheatstone yg sisa ketiga hambatan lain na R na diketahui (untuk mode paling sederhana) - jembatan wheatstone akan membaca pemberian tekanan/pembebanan sebagai perubahan tegangan - perubahan tegangan masuk amplifier - tegangan dr amplifier diolah oleh mikrokontroler untuk dipetakan antara tegangan Vs massa - data yg telah diolah kemudian ditampilkan pada display nya
Sumber : http://answers*yahoo.com/question/index?qid=20091115005718AAdqoRu