MODUL 2 JEMBATAN WHEATSTONE KODE MODUL: JWE

MODUL 2

JEMBATAN WHEATSTONE KODE MODUL: JWE

A. Tujuan

Mengetahui prinsip jembatan Wheatstone dan menggunakannya untuk menentukan nilai hambatan

B. Alat dan Bahan

1. Papan jembatan Wheatstone 2. Kabel penghubung steker tumpuk 3. Kabel penghubung

4. Catu daya

5. Hambatan keramik 6. Galvanometer 7. Resistor tak bernilai 8. Bread board

Gambar 2.1 Percobaan Jembatan Wheatstone

C. Dasar Teori

Jembatan Wheatstone adalah untuk mengetahui nilai suatu hambatan yang belum diketahui nilainya. Jembatan Wheatstone merupakan rangkaian yang terdiri dari dua pembagi tegangan. Pembagi pertama tersusun atas R1 dan R2

dan pembagi kedua tersusun atas R3 dan R4 seperti pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Jembatan Wheatstone VBA adalah selisih antara tegangan B dengan tegangan A.

𝑉

_𝐺

= (

^𝑅4

𝑅₃+𝑅₄

) 𝑉 − (

^𝑅2

𝑅₁+𝑅₂

) 𝑉

... (2.1)

Pada saat VA dab VB memiliki potensial yang sama, maka VBA akan bernilai nol. Artinya, jika titik A dan B dihubungkan dengan suatu arus, maka tidak akan ada aliran arus. Persamaan 2.1 akan menjadi:

𝑅

₂

𝑅

₃

= 𝑅

₁

𝑅

₄ ... (2.2)

Dari persamaan 2.2, jika salah satu resistor tidak diketahui nilainya, misal R4, maka dengan menempatkan sebuah galvanometer (G) dan mengatur nilai R1 dan R2 sedemikian rupa sehingga jarum galvanometer menunjukkan angka nol, nilai R4 dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

𝑅

₄

=

^𝑅2

𝑅₁

𝑅

₃ ... (2.3) dimana nilai R3 sudah diketahui terlebih dahulu (hambatan tetap).

Pada percobaan ini, R1=RAB yang sebanding dengan panjang AB, R2=RBC

sebanding dengan panjang BC, R3=RBOX dan R4=RX atau Rkawat.

D. Langkah Percobaan

1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 2.3. Pasang resistor RX diantara dua terminal sekrup dan pastikan terjepit dengan baik.

Gambar 2.3 Skema Percobaan Jembatan Wheatstone 2. Atur hambatan sehingga bernilai 74 .

3. Pastikan catu daya dalam keadaan mati (bernilai 0) kemudian nyalakan catu daya.

Perhatian! Pilih tegangan keluaran catu daya 3V DC.

4. Tempelkan ujung steker penunjuk diatas kawat jembatan Wheatstone, kira-kira ditengah-tengah.

Perhatian! Jangan menempelkan ujung steker penunjuk pada kawat terlalu lama apabila jarum galvanometer melewati batas ukur. Pilih posisi kira-kira jarum mendekati nol, setelah itu geser-geser ujung steker penunjuk.

5. Perhatikan jarum penunjuk pada galvanometer. Apakah jarum tersebut menunjuk angka nol? Jika tidak, geser steker penunjuk ke kiri atau ke kanan hingga jarum galvanometer menunjukkan angka nol.

6. Catat jarak AB dan BC pada tabel LKM (tabel 1).

7. Matikan catu daya.

8. Ulangi langkah 2-6 dengan menggunakan hambatan bernilai 89, dan 112.

9. Ganti resistor RX1 dengan resistor RX2. 10. Lakukan langkah 1 sampai 8.

11. Matikan catu daya.

12. Hitung nilai semua RX dan nilai galat. Catat hasilnya pada LKM.

E. Uji Pemahaman

1. Jelaskan nilai resistor RX dan Rkawat yang diperoleh dari percobaan. Apakah nilai resistor yang diperoleh untuk setiap percobaan sama? Mengapa?

2. Mengapa Panjang AB dan BC sebanding dengan hambatan RAB dan RBC? Jelaskan!

F. Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan prinsip jembatan Wheatstone dan kegunaannya!

2. Apa yang dimaksud dengan galvanometer? Jelaskan fungsinya!

3. Mengapa suatu hambatan perlu diketahui hasilnya?

Nama Anggota Kelompok:

1.__________________________ 5. __________________________ 9. __________________________

2.__________________________ 6. __________________________ 10. _________________________

3.__________________________ 7. __________________________ 11. _________________________

4.__________________________ 8. __________________________ 12. _________________________

Tugas Pendahuluan

Judul Praktikum:

Jembatan Wheatstone

Nama : _______________________

NIM : _______________________

Kelas TPB : _______________________

Tanggal Praktikum : _______________________

Nama Asisten : _______________________

Nama Anggota Kelompok:

1.__________________________ 5. __________________________ 9. __________________________

2.__________________________ 6. __________________________ 10. _________________________

3.__________________________ 7. __________________________ 11. _________________________

4.__________________________ 8. __________________________ 12. _________________________

A. Skema Rangkaian

Lembar Kerja Mahasiswa

Judul Praktikum:

Jembatan Wheatstone

Nama : _______________________

NIM : _______________________

Kelas TPB : _______________________

Tanggal Praktikum : _______________________

Nama Asisten : _______________________

B. Perhitungan Nilai Hambatan

Persamaan yang digunakan untuk menghitung nilai hambatan tak bernilai yang digunakan adalah:

𝑅_𝑋= 𝑅₂ 𝑅₁𝑅₃ Keterangan:

𝑅₁ = 𝑅_𝐴𝐵 yang sebanding dengan panjang AB (𝑐𝑚) 𝑅₂ = 𝑅_𝐵𝐶 sebanding dengan panjang BC (𝑐𝑚) 𝑅₃ = 𝑅_𝐵𝑂𝑋 (Ω)

𝑅_𝑋 adalah besar hambatan dari hambatan tak bernilai(Ω)

D. Perhitungan Galat

Persamaan yang digunakan untuk menghitung galat percobaan adalah:

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 = |𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 − 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑝𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑘| × 100%

Contoh perhitungan nilai hambatan 𝑅_𝑋

𝑅

_𝑋

= 𝑅

₂

𝑅

₁

𝑅

₃

𝑅

_𝑋

= 𝑎𝑏𝑐𝑑𝑒𝑓𝑔

𝑅

₁

𝑎𝑏𝑐𝑑𝑒𝑓𝑔 𝑅

_𝑋

= 𝑎𝑏𝑐𝑑𝑒𝑓𝑔

𝑅

₁

𝑎𝑏𝑐𝑑𝑒𝑓𝑔 𝑅

_𝑋

=

Hasil perhitungan hambatan 𝑅_𝑥 adalah

Contoh perhitungan galat data

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 = |𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑝𝑒𝑟ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 − 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑎𝑚𝑎𝑡𝑎𝑛| × 100%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 = |𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 − 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑝𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑘| × 100%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 = |𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖| × 100%

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑡𝑙𝑎𝑘 =

Tabel 2.1 Tabel Perhitungan Nilai Hambatan 𝑅_𝑋 𝑅

(Ω)

𝐴𝐵 (𝑐𝑚)

𝐵𝐶 (𝑐𝑚)

𝑅_𝑋 (Ω)

𝑅_𝑋1

74

89

112

𝑅_𝑋2

74

89

112

Tabel 2.2 Galat Data untuk RX1

Perhitungan Pengamatan Error

𝑅_𝑋1 untuk 𝑅 = 74 𝑅_𝑋1 untuk 𝑅 = 74

𝑅_𝑋1 untuk 𝑅 = 89 𝑅_𝑋1 untuk 𝑅 = 89

𝑅_𝑋1 untuk 𝑅 = 112 𝑅_𝑋1 untuk 𝑅 = 112

Tabel 2.3 Galat Data untuk RX2

Perhitungan Pengamatan Error

𝑅_𝑋2 untuk 𝑅 = 74 𝑅_𝑋2 untuk 𝑅 = 74

𝑅_𝑋2 untuk 𝑅 = 89 𝑅_𝑋2 untuk 𝑅 = 89

𝑅_𝑋2 untuk 𝑅 = 112 𝑅_𝑋2 untuk 𝑅 = 112

PEMBAHASAN

KESIMPULAN

UJI PEMAHAMAN