Tuga
Tugas : s : Instrumentasi DaInstrumentasi Dalam Geofisiklam Geofisikaa
JEMBATAN WHEATSTONE DAN RANGAIAN !OTENSIOMETER JEMBATAN WHEATSTONE DAN RANGAIAN !OTENSIOMETER
RA""A RA##I$ %ANATA RA""A RA##I$ %ANATA
#&H& &' (&& #&H& &' (&&
EMENTRIAN RISET TENO%OGI DAN !ERG$R$AN TINGGI EMENTRIAN RISET TENO%OGI DAN !ERG$R$AN TINGGI
$NI)ERSITAS HA%$ O%EO $NI)ERSITAS HA%$ O%EO
#A$%TAS I%M$ DAN TENO%OGI EB$MIAN #A$%TAS I%M$ DAN TENO%OGI EB$MIAN
J$R$SAN TENI GEO#ISIA J$R$SAN TENI GEO#ISIA
*(&+ *(&+
&, Jem-atan W.eatstone &,&, !engertian
!engertian /ari 0em-atan W.eatstone itu sen/iri memiliki -an1ak 2engertian,
Ber/asarkan referensi
2enulis mema2arkan
-e-era2a 2engertian tentang .al ini,
Jem-atan W.eatstone /i2ergunakan untuk mem2erole. ketelitian /alam melaksanakan 2engukuran ter.a/a2 suatu ta.anan 1ang nilain1a relati3e ke4il sekali um2aman1a sa0a suatu ke-o4oran /ari ka-el tana.5 kortsluiting /an se-again1a, Rangkaian ini /i-entuk ole. em2at -ua. ta.anan 6R7 1ag meru2akan segiem2at A8B898D /alam .al mana rangkaian ini /i.u-ungkan /engan sum-er tegangan /an se-ua. gal3anometer nol 6(7, alau ta.anan8ta.anan itu /iatur se/emikian ru2a se.ingga gal3anometer itu ti/ak akan menga/akan suatu .u-ungan antara keem2at ta.anan terse-ut, 6Sur1atmo &;<+ /alam Nur.i/a1at *(&'7,
Jem-atan W.eatstone meru2akan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu ta.anan 1ang ti/ak /iketa.ui .argan1a 6-esarann1a7, egunaan /ari Jem-atan W.eatstone a/ala. untuk mengukur nilai suatu .am-atan /engan 4ara arus 1ang mengalir 2a/a gal3anometer sama /engan nol 6karena 2otensial u0ung8u0ungn1a sama -esar7, Se.ingga /a2at /irumuskan /engan 2erkalian silang, 9ara ker0an1a a/ala. sirkuit listrik /alam em2at ta.anan /an sum-er tegangan 1ang /i.u-ungkan melalui /ua titik /iagonal /an 2a/a ke/ua /iagonal 1ang lain /imana gal3anometer /item2alkan se2erti 1ang /i2erli.atkan 2a/a 0em-atan =.eatstone, 6!ratama *(&( /alam Nur.i/a1at *(&'7,
Jem-atan W.eatstone a/ala. alat ukur 1ang /itemukan ole. Samuel Hunter 9.ristie 2a/a &<>> /an meningkat kemu/ian /i2o2ulerkan ole. Sir 9.arles W.eatstone 2a/a ta.un &<'>, Ini /igunakan untuk mengukur suatu 1ang ti/ak /iketa.ui .am-atan listrik /engan men1eim-angkan /ua kali /ari rangkaian 0em-atan satu kaki 1ang men4aku2 kom2onen /iketa.ui ker0an1a miri2 /engan
aslin1a 2otensiometer
Jem-atan W.eatstone a/ala. suatu alat 2engukur alat ini /i2ergunakan untuk mem2erole. ketelitian /alam melaksanakan 2engukuran ter.a/a2 suatu ta.anan 1ang nilain1a relatif ke4il sekali um2aman1a sa0a suatu ke-o4oran /ari ka-el tana.5 kartsluiting /an se-again1a, 6Sur1atmo &;?' /alam Nur.i/a1at *(&'7,
Jem-atan W.eatstone a/ala. alat 1ang 2aling umum /igunakan untuk 2engukuran ta.anan 1ang teliti /alam /aera. & sam2ai &((,((( @, Jem-atan
W.eatstone ter/iri /ari ta.anan R& R* R> /imana ta.anan terse-ut meru2akan ta.anan 1ang /iketa.ui nilain1a /engan teliti /an /a2at /iatur, Jika kon/uktor 2engalir arus /item2atkan /alam me/an magnet /i.asilkan ga1a 2a/a kon/uktor 1ang 4en/erung menggerakkan kon/uktor itu /alam ara. tegak lurus me/an, !rinsi2 ini /igunakan /alam instrument 2en/eteksi arus, Instrument 2en/eteksi arus 1ang 2eka /ise-ut gal3anometer, 6%ister &;;> /alam Nur.i/a1at *(&'7,
Se.ingga /ari kesim2ulan /iatas /a2at /i tuliskan -a.=a 0em-atan =.eatstone a/ala. suatu rangkaian /alam .al ini rangkaian listrik 1ang /igunakan untuk mengukur suatu .am-atan 1ang ti/ak /iketa.ui /engan 4ara arus listrik 1ang mengalir 2a/a gal3anometer sama /engan nol, Ber/asarkan referensi 1ang a/a .al terse-ut /ise-a-kan karena 2otensial u0ung8u0ungn1a sama -esar,
Jem-atan =.eatstone sangat -er.u-ungan erat /engan gal3anometer, Ole. karena itu 2enulis 0uga mema2arkan tentang gal3anometer,
Gal3anometer meru2akan instrument sangat 2eka /an /a2at mengukur arus 1ang sangat lema., Gal3anometer ter/iri atas se-ua. kom2onen ke4il -erlilitan -an1ak 1ang /item2atkan /alam se-ua. me/an magnet -egitu ru2a se.ingga
garis8garis me/an akan menim-ulkan ko2el 2a/a kum2aran a2a-ila melalui kum2aran ini a/a arus, 6#link &;< /alam Nur.i/a1at *(&'7
Di /alam teori 2engukuran listrik 1ang /imaksu/kan /engan 2engukuran Gal3ano 1aitu suatu instrument 1ang /i2ergunakan untuk mem2erli.atkan arus 1ang lema., $ntuk men1atakan /engan 0elas ka/ang8ka/ang /i2isa.kan 0uga untuk instrument8instrumen 1ang 2eka 6sensitif7 1ang -an1ak /i2akai /i la-oratorium /an terutama sistem 0em-atan 1ang -an1ak kita 0um2ai, 6Sur1atmo &;?' /alam Nur.i/a1at *(&'7,
Gal3anometer a/ala. alat 1ang /i2ergunakan untuk /eteksi /an 2engukuran arus, e-an1akan alat itu ker0an1a tergantung 2a/a momen 1ang /ilakukan 2a/a kum2aran /i /alam me/an magnet6!ratama *(&( /alam Nur.i/a1at *(&'7,
Ber/asarkan 2engertian /iatas /a2at /i tuliskan -a.=a gal3anometer a/ala. alat untuk men/eteksi /an mengukur arus listrik /imana nilain1a 1ang lema. 2un /a2at /i /eteksi /an /i ukur menggunakan alat ini,
&,*, Hukum Dasar
• Hukum O.m
Hukum O.m men1atakan Jika suatu arus listrik melalui suatu 2eng.antar maka kekuatan arus terse-ut a/ala. se-an/ing8larus /engan tegangan listrik 1ang ter/a2at /iantara ke/ua u0ung 2eng.antar ta/iC,
Hukum ini /i4etuskan ole. Georg Simon O.m seorang fisika=an /ari Jerman 2a/a ta.un &<* /an /i2u-likasikan 2a/a se-ua. 2a2er 1ang -er0u/ul T.e Gal3ani4 9ir4uit In3estigate/ Mat.emati4all1 2a/a ta.un &<*?,
Hukum O.m men1atakan :
&, Tegangan /in1atakan /engan nilai 3olt /isim-olkan E /an ), *, Arus /in1atakan /engan Am2ere /isim-olkan I
Jika luas 2enam2ang A 1ang /i2er.atikan 4uku2 ke4il /an tegak lurus keara. J 6misaln1a 2an0ang kon/uktor -esar sekali /i-an/ing /engan luas 2enam2angn1a7 maka J /a2at /iangga2 sama 2a/a seluru. -agian 2enam2ang .ingga I J , A maka untuk -e/a 2otensial -erlaku ) FE , /l /an 0uga integrasi /iam-il se2an0ang suatu garis ga1a ) FE , /l
Terli.at -a.=a faktor 1ang -eru2a integrasi .an1a tergantung /ari kon/uktorn1a /an meru2akan sifat k.usus kon/uktorn1a /an -iasa /ise-ut se-agai ta.anan 6R7 atau resistansin1a, Da2at /ituliskan ) I ,
Se4ara matematis .ukum O.m ini /ituliskan
V = I.R atau I = V / R
Dimana:
I arus listrik 1ang mengalir 2a/a suatu 2eng.antar 6Am2ere7
) tegangan listrik 1ang ter/a2at 2a/a ke/ua u0ung 2eng.antar 6)olt7 R .am-atan listrik 1ang ter/a2at 2a/a suatu 2eng.antar 6O.m7
• Hukum ir4.off I
Di2ertenga.an a-a/ &; Gusta3 Ro-ert i4.off 6&<*'8&<<?7 menemukan 4ara untuk menentukan arus listrik 2a/a rangkaian -er4a-ang 1ang kemu/ian /ikenal /engan .ukum ir4.off, Hukum ir4.off -er-un1i Jumla. kuat arus 1ang masuk /alam titik 2er4a-angan sama /engan 0umla. kuat arus 1ang keluar /ari titik 2er4a-angan,C
Jumlah I masuk = I keluar
• Hukum ir4.off II
Hukum ir4.off II -er-un1i Dalam rangkaian tertutu2 0umla. al0a-ar GG% 6E7 /an 0umla. 2enurunan 2otensial sama /engan nol,C
Maksu/ /ari 0umla. 2enurunan 2otensial sama /engan nol a/ala. ti/ak a/an1a energi listrik 1ang .ilang /alam rangkaian terse-ut atau /alam arti semua energi -isa /igunakan atau /isera2,
&,>, !rinsi2 er0a
Jem-atan W.eatstone a/ala. alat ukur 1ang /igunakan untuk mengukur suatu 1ang ti/ak /iketa.ui .am-atan listrik /engan men1eim-angkan /ua kali /ari rangkaian 0em-atan satu kaki 1ang men4aku2 kom2onen /iketa.ui ker0an1a miri2 /engan aslin1a 2otensiometer, Jem-atan W.eatstone a/ala. suatu 2roses menentukan nilai .am-atan listrik 1ang 2resisi5te2at menggunakan rangkaian Jem-atan W.eatstone /an melakukan 2er-an/ingan antara -esar .am-atan 1ang tela. /iketa.ui /engan -esar .am-atan 1ang -elum /iketa.ui 1ang tentun1a /alam kea/aan Jem-atan /ise-ut seim-ang 1aitu Gal3anometer menun0ukkan 2a/a angka nol, Rangkaian Jem-atan W.eatstone terse-ut memiliki susunan /ari ' -ua. .am-atan 1ang mana * /ari .am-atan terse-ut a/ala. .am-atan 3aria-le /an .am-atan 1ang -elum /iketa.ui -esarn1a 1ang /isusun se4ara seri satu sama lain /an 2a/a * titik /iagonaln1a /i2asang se-ua. Gal3anometer /an 2a/a * titik /iagonal lainn1a /i-erikan sum-er tegangan, Gal3anometer a/ala. alat 1ang /igunakan untuk men/eteksi /an 2engukuran arus, e-an1akan alat ini ker0an1a tergantung 2a/a momen 1ang -erlaku 2a/a kum2aran /i /alam magnet,
R& R* /an R> meru2akan .am-atan 1ang su/a. /iketa.ui se/angkan R' a/ala. .am-atan 1ang akan /i4ari -esarn1a, Dengan mengatur se/emikian ru2a -esar .am-atan 3aria-le se.ingga arus 1ang mengalir 2a/a Gal3anometer sama
/engan nol /alam kea/aan ini 0em-atan terse-ut /ise-ut seim-ang se.ingga sesuai /engan .ukum O.m, Rangkaian Jem-atan W.eatstone 0uga /a2at /ise/er.anakan /engan menggunakan ka=at geser a2a-ila -esarn1a .am-atan -ergantung 2a/a 2an0ang 2eng.antar,
Hasil kali antara .am-atan .am-atan -er.a/a2an 1ang satu akan sama /engan .asil kai .am-atan .am-atan -er.a/a2an lainn1a 0ika -e/a 2otensial antara 4 /an / -ernilai nol, !ersamaan R& , R> R* , R' /a2at /iturunkan /engan menera2kan Hukum ir4.off /alam rangkaian terse-ut, Ham-atan listrik suatu 2eng.antar meru2akan karakteristik /ari suatu -a.an 2eng.antar terse-ut 1ang
mana a/ala. kemam2uan /ari 2eng.antar itu untuk mengalirkan arus listrik 1ang se4ara matematis /a2at /ituliskan:
R 2, 6%5A7 Dimana:
R : Ham-atan listrik suatu 2eng.antar 67 : Resiti3itas atau .am-atan 0enis 6, m7 % : !an0ang 2eng.antar 6m7
A : %uas 2eng.antar 6 m7
&,', A2likasi
Sala. satun1a a/ala. /alam 2er4o-aan mengukur regangan 2a/a -en/a u0i -eru2a -eton atau -a0a, Dalam 2er4o-aan kita gunakan strain gauge 1aitu sema4am 2ita 1ang ter/iri /ari rangkaian listrik untuk mengukur /ilatasi -en/a u0i -er/asarkan 2eru-a.an .am-atan 2eng.antar /i /alam strain gauge, Strain gauge ini /irekatkan kuat 2a/a -en/a u0i se.ingga /eformasi 2a/a -en/a u0i akan sama /engan /eformasi 2a/a strain gauge, Se2erti kita keta.ui 0ika suatu material /itarik atau /itekan maka ter0a/i 2eru-a.an /imensi /ari material terse-ut sesuai /engan sifat* elastisitas -en/a, !eru-a.an /imensi 2a/a 2eng.antar akan men1e-a-kan 2eru-a.an .am-atan listrik ingat 2ersamaan R ,%5A, !eru-a.an .am-atan ini se/emikian ke4iln1a se.ingga untuk men/a2atkan .asil eksakn1a .arus /imasukkan ke/alam rangkaian 0em-atan W.eatstone, Rangkaian listrik -eserta 0em-atan W.eatstonen1a su/a. a/a /i /alam strain gauge,
&,, Manfaat
!eran4angan /an 2em-uatan 2er.itungan ikan se4ara otomatis /i4i2takan alat8alat 1ang -ertu0uan untuk mem2ermu/a. tugas manusia /alam 2eker0aan se.ari8.ari, Dalam -i/ang 2erikanan 2erlu /i4i2takan suatu alat 1ang /a2at menmggantikan tugas manusia untuk meng.itung 0umla. ikan8ikan saat -eri makan ikan8ikan akan men0aga 0umla. ikan8ikan /alam 0umla. -an1ak se.ingga
tugas manusia /a2at /igantikan ole. alat ini 0uga /a2at mem2er4e2at 2roses 2er.itungan ikan otomatis ini /a2at /i.itung 0umla. ikan /alam 0umla. -an1ak
/alam =aktu 1ang relatif 4e2at, *, Rangkaian !otensiometer *,&, !engertian
Potensiometer (POT) a/ala. sala. satu 0enis Resistor 1ang Nilai
Resistansin1a /a2at /iatur sesuai /engan ke-utu.an Rangkaian Elektronika atau2un ke-utu.an 2emakain1a, !otensiometer meru2akan eluarga Resistor 1ang tergolong /alam ategori )aria-le Resistor, Se4ara struktur !otensiometer ter/iri /ari > kaki Terminal /engan se-ua. s.aft atau tuas 1ang -erfungsi se-agai 2engaturn1a, Gam-ar /i-a=a. ini menun0ukan Struktur Internal !otensiometer -eserta -entuk /an Sim-oln1a,
*,*, Jenis
Ber/asarkan -entukn1a !otensiometer /a2at /i-agi men0a/i > ma4am 1aitu :
• Potensiometer Slider 1aitu !otensiometer 1ang nilai resistansin1a /a2at
/iatur /engan 4ara menggeserkan Wi2er8n1a /ari kiri ke kanan atau /ari -a=a. ke atas sesuai /engan 2emasangann1a, Biasan1a menggunakan I-u
Jari untuk menggeser =i2er8n1a,
• Potensiometer Rotary 1aitu !otensiometer 1ang nilai resistansin1a /a2at
/iatur /engan 4ara memutarkan Wi2er8n1a se2an0ang lintasan 1ang melingkar, Biasan1a menggunakan I-u Jari untuk memutar =i2er terse-ut, Ole. karena itu !otensiometer Rotar1 sering /ise-ut 0uga /engan T.um-=.eel !otentiometer,
• Potensiometer Trimmer 1aitu !otensiometer 1ang -entukn1a ke4il /an
.arus menggunakan alat k.usus se2erti O-eng 6s4re=/ri3er7 untuk memutarn1a, !otensiometer Trimmer ini -iasan1a /i2asangkan /i !9B /an 0arang /ilakukan 2engaturann1a,
Ber/asarkan Tra4k 60alur7 elemen resistif8n1a !otensiometer /a2at /igolongkan men0a/i * 0enis 1aitu !otensiometer %inear 6%inear !otentiometer7 /an !otensiometer %ogaritmik 6%ogarit.mi4 !otentiometer7,
Se-ua. !otensiometer 6!OT7 ter/iri /ari se-ua. elemen resistif 1ang mem-entuk 0alur 6tra4k7 /engan terminal /i ke/ua u0ungn1a, Se/angkan terminal lainn1a 6-iasan1a -era/a /i tenga.7 a/ala. !en1a2u 6Wi2er7 1ang /i2ergunakan untuk menentukan 2ergerakan 2a/a 0alur elemen resistif 6Resisti3e7, !ergerakan !en1a2u 6Wi2er7 2a/a Jalur Elemen Resistif inila. 1ang mengatur naik8turunn1a Nilai Resistansi se-ua. !otensiometer,
Elemen Resistif 2a/a !otensiometer umumn1a ter-uat /ari -a.an 4am2uran Metal 6logam7 /an eramik atau2un Ba.an ar-on 69ar-on7,
*,', A2likasi
Dengan kemam2uan 1ang /a2at mengu-a. resistansi atau .am-atan !otensiometer sering /igunakan /alam rangkaian atau 2eralatan Elektronika /engan fungsi8fungsi se-agai -erikut :
• Se-agai 2engatur )olume 2a/a -er-agai 2eralatan Au/io5)i/eo se2erti
Am2lifier Ta2e Mo-il D)D !la1er,
• Se-agai !engatur Tegangan 2a/a Rangkaian !o=er Su22l1 • Se-agai !em-agi Tegangan
• A2likasi S=it4. TRIA9
• Digunakan se-agai Jo1sti4k 2a/a Tran/user • Se-agai !engen/ali %e3el Sin1al
Referensi :
De/1 *(&*, Jembatan Wheatstone,Di /o=nloa/ 2a/a *? Maret *(&+:
===,/e/1'-rot.er,-logs2ot,4om5*(&*5(50em-atan8=.eatstone,.tml Nur.i/a1at Sulist1o,*(&', Dasar Teori: Jembatan Wheatstone. Di /o=nloa/ 2a/a
*? Maret *(&+:.tt2:55sulisti1onur.i/a1at,-logs2ot,4om5*(&'5(>5/asar8 teori80em-atan8=.eatstone,.tml
Su2rianto *(&, Pengertian, Fungsi dan Prinsip Kerja Potensiometer.
Di/o=nloa/ 2a/a *? Maret *(&+ :===,-log,unnes,a4,i/5antosu2ri52engertian8fungsi8/an82rinsi28ker0a 82otensiometer5
