Wheatstone Bridge (jembatan Wheatstone)

Hehehehehehe, jangan bayangkan kalau jembatan Wheatstone itu sama seperti jembatan Ampera di sungai musi, karena memang sangat berbeda.

Jembatan Wheatstone adalah sebutan bagi sebuah rangkaian yang berbentuk seperti gambar dibawah ini.

gbr 1

Gambar 1 skema rangkaian jembatan Wheatstone (sumber www.electronics-tutorials.ws)

Jembatan Wheatstone pertama kali dibuat oleh Charles Wheatstone ( berarti ini orang baik, namanya masih dipakai buat nama jembatan tidak seperti Thomas alfa edison J ). Fungsi jembatan wheatstone adalah untuk menghitung besar suatu hambatan yang tidak diketahui besar hambatannya (pada waktu itu Ohmmeter belum ditemukan dan memang Ohmmeter hingga saat ini masih menggunakan prinsip kerja jembatan Wheatstone).

Pada saat ini jembatan wheatstone lebih sering digunakan sebagai alat bantu untuk pengukuran (instrumentasi), karena rangkaian ini sangat sensitif dan akurat. Beberapa alat ukur yang mengunakan prinsip jembatan wheatstone : Ohmmeter, voltmeter, amperemeter, termometer elektronik, staingauge dan lain sebagainya. Hampir semua alat ukur menggunakan prinsip ini. Salah satu kelebihan jembatan wheatstone adalah dapat digunakan untuk mengukur perubahan yang sangat kecil pada hambatan.

Perhatikan gambar 1. Dalam kondisi seimbang, jembatan wheatstone dapat disamakan dengan 2 rangkaian seri resistor yang dipasang paralel seperti gambar 2, dimana tidak ada beda potensial pada titik CD, sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir melewati titik CD.

gbr2Gambar 2 jembatan wheatstone dalam kondisi seimbang

Pada gambar 2 terlihat rangkaian seri resistor pada sisi kanan sama dengan rangkaian seri resistor pada sisi kiri. Resistor – resistor tersebut akan membagi tegangan sumber (12 V) menjadi V1 = 4 V dan V2 = 8 V demikian juga dengan sisi sebelah kanan yaitu V3 = 4 V dan V4 = 8 V. Arus akan terbagi menjadi 2 juga yaitu I1 dan I2 yang besarnya sama karena besarnya hambatan total seri 1 besarnya sama dengan hambatan total rangkaian seri 2. Akibatnya tidak ada beda potensial pada titik C dan titik D. Karena tidak ada beda potensial maka tidak akan ada arus yang mengalir pada titik CD.

Namun bila hambatannya dibalik seperti pada gambar 3 berikut ini.

gbr3

Gambar 3 kondisi jembatan wheatstone yang tidak seimbang

Maka pada resistor sebelah kira akan timbul tegangan 8 Volt pada titik C dan pada resistor sebelah kanan akan timbul tegangan 4 Volt pada titik D. Akibatnya titik C dan titik D timbul beda tegangan. Besar beda tegangan ini adalah : 8 – 4 = 4 Volt.

Dapat dilihat, jika resistor di salah satu sisinya tidak sama besarnya, atau ada sedikit saja perbedaan, maka akan timbul beda tegangan pada titik tengah (CD), beda tegangan inilah yang dapat digunakan sebagai alat ukur. Bingung ?……… ok lihat contoh soal berikut ini.

Contoh soal

gbr4

Bila diketahui R1 = 10 kΩ ; R2 = 20 kΩ ; R3 =8 kΩ dan R4 = 6 kΩ, dengan sumber tegangan 12 V, hitunglah berapa beda potensial pada titik CD atau yang terukur oleh voltmeter pada titik CD.

Jawab

Langkah pertama hitung beda potensial pada titik CB

R1 r2

 

 

 

 

 

 

 

 

Rangkaian jembatan Wheatstone untuk menghitung besar resistor yang belum diketahui besarnya dapat dilihat seperti pada gambar berikut ini.

gbr 5

Gambar 4 rangkaian jembatan wheatstone untuk mengukur R yang belum diketahui

Pada gambar 4 tampak rangkaian yang dapat digunakan untuk mengukur besar hambatan suatu resistor yang belum diketahui besarnya. Hambatan yang tidak diketahui besarnya dipasang pada R4 (RX), sedangkan R3 diganti dengan sebuah potensiometer. Fungsi potensiometer ini adalah untuk mengatur supaya beda tegangan antara titik C dan D sama dengan Nol atau untuk menyeimbangkan jembatan wheatstone. Maka besar RX dapat dihitung.

Tegangan CB dapat dihitung :

r3

 

 

 

 

 

 

r4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ok Selamat menikmati dan semoga berguna🙂

 

Posted on September 12, 2014, in Elektronika and tagged , , . Bookmark the permalink. Tinggalkan komentar.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: