Makalah LABFIS 2

8/11/2019 Makalah LABFIS 2

1/21

1

I. Topik Percobaan

JEMBATAN WHEATSTONE

II. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari konsep Jembatan Wheatstone

2. Menggunakan Jembatan Wheatstone sebagai pengukur hambatan

III. Alat dan Bahan

No. Nama Alat dan Bahan Jumlah

1. Kawat tembaga panjang 46 cm 1 buah

2. Resistor

a. 100

b. 68

c. 47

6 buah

1 buah

1 buah

3. Galvanometer 1 buah

4. Power Supply 1 buah

5. Jepit Buaya 8 buah

6. Paku 5 buah

7. Saklar 1 buah

8. Penggaris/ Meteran 1 buah

9. Kawat Penghantar Secukupnya

10. Kontak geser 1 buah

IV. Landasan Teoritis dan Prosedur Pengukuran

A. Dasar Teori

1. Hambatan

Hambatan suatu penghantar bergantung kepada hambat jenis,

luas penampang dan panjang penghantar. Hubungan ketiga faktor

diatas sebagai berikut:

Dengan : R = hambatan penghantar

= hambat jenis penghantarL = panjang penghantar


2/21

2

A = luas penampang

Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa hambatan

berbanding lurus dengan hambat jenis penghantar dan panjang

penghantar, yang artinya jika semakin besar hambatan jenis dan

panjang penampang penghantar maka hambatan penghantar makin

besar. hambatan juga berbanding terbalik terhadap luas

penampang, artinya jika luas penampang makin besar maka

hambatan makin kecil.

2. Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh

Samuel Hunter Christie pada 1833 dan meningkat dan dipopulerkan

oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. Pada dasarnya

rangkaian jembatan Wheatstone digunakan untuk menyederhanakan

hambatan yang semula tidak dapat disederhanakan secara seri dan

parallel menjadi bisa disederhanakan secara seri dan parallel. Untuk

menentukan hambatan pengganti dan susunan hambatan jembatan

Wheatstone adalah dengan mengalikan antara R1 dan R3 sama

dengan R2dan R4 (R1R3= R2R4). Dengan mengunakan prinsip ini

rangkaian jembatan Wheatstone dapat digunakan untuk mengukur

hambatan dan hambatan jenis suatu penghantar.

Gambar 1. Rangkaian Jembatan Wheatstone


3/21

3

Cara lain untuk mengukur besar hambatan listrik yang belum

diketahui ialah metoda "Jembatan Wheatstone"

Gambar 2. Jembatan wheatstone untuk mengukur hambatan

Untuk menyederhanakan rangkaian dan mempermudah

pengukuran hambatan R1 dan hambatan R2 antara A dan B dapat

digantikan dengan kawat lurus yang serba sama dan panjangnya L.

Untuk menambah ketelitian pengukuran pada rangkaian dapat

ditambahkan komutator K yang dapat digunakan untuk membalikkan

arah arus dalam rangkaian. Pada kawat hambatan dapat digeser-

geserkan kontak geser C untuk mengubah-ubah besarnya hambatan

RACdan RCB.

Dengan mengeser-geserkan kontak geser C pada kawat

hambatan AB atau dengan mengubah-ubah Rb, dapat dicapai

keadaan hingga potensial titik C sama dengan potensial titik D, yang

dalam hal ini ditunjukkan oleh tidak menyimpangnya jarum dari

galvanometer G. Jika hal ini telah dicapai, maka X dapat dinyatakan

dengan persamaan :

Dengan mengukur panjang L1(panjang kawat AC) dan L2= L -

L1 (panjang kawat CB) maka jika R telah diketahui besarnya

hambatan X dapat dihitung dengan persamaan diatas.


4/21

4

3. Desain Alat

Gambar 3. Skema Rangkaian Jembatan Wheatsone

Dengan : Rx = Hambatan yang dicari

R = Hambatan yang sudah diketahui

R1= Hambatan dari batang logam dengan panjang L1

R2= Hambatan dari batang logam dengan panjang L2

Catatan: Panjang L1+ L2= 46 cm

Dengan menggunakan prinsip jembatan Wheatstone jika arus

yang mengalir pada Galvanometer = 0, maka besarnya Rx . R2= R

R1. dan jika kita ingin mencari besarnya Rx dapat dicari dengan

rumus:

Rx=

=

karena hambatan jenis dan luas penampang pada kabel penghantar

sama maka persamaan diatas menjadi

Rx=

R

L1 L2

R1

GRx

R2


5/21

5

Persamaan diatas ini yang akan digunakan pada alat untuk

mengukur hambatan dan hambatan jenis dengan menerapkan

prinsip jembatan Wheatstone.

B. Prosedur Kegiatan

1. Merangkai Alat seperti pada gambar 3.

2. Memastikan semua alat sudah terpasang dengan benar.

3. Pada pengamatan pertama digunakan resistor dengan besar

hambatan 68 sebagai Rx dan pada R digunakan resistor sebesar

100 .

4. Menyalakan power supply dan memilih tegangan terkecil dahulu.

(Jika arus tidak terbaca tagangan akan dinaikan).

5. Menyalakan skalar.

6. Mengeser kontak geser hingga arus yang terbaca pada

Galvanometer menunjukan angka 0.

7. Mengukur panjang L1dan L2dari kawat penghantar dan mencatatnya

pada tabel di bawah.

8. Mematikan power supply dan skalar

9. Mengulangi kegiatan 3-8 dengan mengganti R dengan resistor

sebesar 200 , 300 , 400 , 500 , dan 600 .

10. Mengulangi langkah 2-9 dengan mengganti Rx dengan resistor

sebesar 47 .

Tabel Pengamatan 1

Rxsebenarnya = 68

No. R () L1(cm) L2 (cm) Rx hitung

1. 100

2. 200

3. 300

4. 400

5. 500

6. 600

Tabel Pengamatan 2

Rxsebenarnya = 47


6/21

6


1. 100

2. 200

3. 3004. 400

5. 500

6. 600

V. Rekaman Data

Tabel Pengamatan 1

Rxsebenarnya = 68


1. 100 19,5 26,5 73,58

2. 200 12,2 33,7 72,40

3. 300 8,2 37,8 65,08

4. 400 6,2 39,8 62,31

5. 500 5,2 40,8 63,73

6. 600 4,5 41,5 65,06

67,03

Tabel Pengamatan 2

Rxsebenarnya = 47


1. 100 14,3 31,7 45,11

2. 200 8,3 37,7 44,03

3. 300 6,2 39,8 46,73

4. 400 4,3 41,7 41,25

5. 500 3,4 42,6 39,91

6. 600 2,9 43,1 40,37

42,90


7/21

7

VI. Analisis Data dan Jawaban Tugas

A. Analisis Data

1. Mencari nilai Rx

Nilai Rx dicari dengan rumus

Tabel Pengamatan 1 Rx sebenar 68

No. R () L1(cm) L2 (cm) L1/L2 Rx=

(L1/L2)R

1. 100 19,5 26,5 0,7358 73,58

2. 200 12,2 33,7 0,3620 72,40

3. 300 8,2 37,8 0,2169 65,08

4. 400 6,2 39,8 0,1558 62,31

5. 500 5,2 40,8 0,1275 63,73

6. 600 4,5 41,5 0,1084 65,06

67,03

dari data terlihat bahwa Rx sebenarnya 68 mendekati Rx hitung

rata-rata ( ) = 67,03 . dengan perbedaan (R) = 0,97

Tabel Pengamatan 2 Rx sebenarnya 47

No. R () L1(cm) L2 (cm) L1/L2 Rx=

(L1/L2)R

1. 100 14,3 31,7 0.4511 45,11

2. 200 8,3 37,7 0.2202 44,04

3. 300 6,2 39,8 0.1558 46,73

4. 400 4,3 41,7 0.1031 41,25

5. 500 3,4 42,6 0.0798 39,91

6. 600 2,9 43,1 0.0673 40,37

42,90

dari data terlihat bahwa Rx sebenarnya 47 mendekati Rx hitung

rata-rata ( ) = 42,9 .dengan perbedaan (R) = 4,1

Rx=


8/21

8

2. Ralat

a. Tabel Pengamatan 1

No. Rx Rx2

1. 73,58 5414,0162. 72,40 5241,760

3. 65,08 4235,406

4. 62,31 3882,536

5. 63,73 4061,513

6. 65,06 4232,804

402.16 27068,04

= 67,03

Kesalahan Mutlak

=

=

=

=

= 11,62/ = 1,94

Kesalahan Relatif

= 100%

= 2,9 %

Hasil Pengukuran

Hp = RHp1= R


9/21

9

= 67,031,94 = 65,09

Hp1 = = R

= 67,03 + 1,94 = 68,97

Jadi hasil pengukuran untuk Rx adalah antara 65,09 hingga

68,97

b. Tabel Pengamatan 2

No. Rx Rx

1. 45,11 2034.912

2. 44,04 1939.522

3. 46,73 2183.693

4. 41,25 1701.563

5. 39,91 1592.808

6. 40,37 1629.737

257,41 11082.23

= 42,90

Kesalahan Mutlak

=

=

=

=

= 6.92/6 = 1,15

Kesalahan Relatif

= 100%


10/21

10

= 2,7 %

Hasil Pengukuran

Hp = R

Hp1= R

= 42,901,15 = 41,75

Hp1 = +R

= 42,90 + 1,15 = 44,05

Jadi hasil pengukuran untuk Rx adalah antara 41,75 hingga

44,05

B. Tugas dan Pertanyaan

1. Apa yang dimaksud dengan hambatan listrik, hambatan jenis dan

faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besar hambatan?

2. Apa itu jembatan wheatstone?

3. Jelaskan mengapa jembatan wheatstone dapat digunakan sebagai

alat untuk mengukur hambatan!

Jawaban

1. Hambatan listrik adalah suatu adalah suatu tahanan yang

mengakibatkan besar atau kecilnya suatu arus listrik dalam melewati

suatu penghantar. Hambatan jenis adalah besarnya hambatan tiap

meter dalam suatu penghantar. Besarnya hambatan jenis tiap zat

berbeda-beda. Faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan adalah

hambatan jenis, panjang penghantar dan luas penampang

penghantar yang dirumuskan dalam persamaan

Dengan : R = hambatan penghantar ()

= hambat jenis penghantar(/m)

L = panjang penghantar (m)

A = luas penampang (m2)

2. Pada dasarnya rangkaian jembatan Wheatstone adalah rangkaian

yang digunakan untuk menyederhanakan hambatan yang semula


11/21

11

tidak dapat disederhanakan secara seri dan parallel menjadi bisa

disederhanakan secara seri dan parallel.

3. Untuk menentukan hambatan pengganti dan susunan hambatan

jembatan Wheatstone adalah dengan mengalikan antara R1dan R3

sama dengan R2 dan R4 (R1 R3 = R2R4). Seperti gambar dibawah

saat R1R3= R2R4maka arus yang mengalir melalui R5= 0 sehingga

R5dapat dihilangkan.

Dengan mengunakan prinsip ini rangkaian jembatan Wheatstone

dapat digunakan untuk mengukur hambatan dan hambatan jenis

suatu penghantar.

Untuk menyederhanakan rangkaian dan mempermudah pengukuran

hambatan R2dan hambatan R4dapat digantikan dengan kawat lurus

yang serba sama dan panjangnya L (Pada gambar diatas disebut R1

dan R2).

sehingga misalnya jika kita sudah mengetahui nilai R dan ingin

mencari Rx maka kita tinggal menggeser kontak geser hingga

galvanometer menunjukan angka nol. saat kita menggeser kontak


12/21

12

geser kearah R1 maka R1 akan mengecil dan R2 akan membesar

begitu sebaliknya karena L1 menjadi lebih kecil dari L2 sehingga

R1


13/21

13

Dengan mengunakan prinsip ini rangkaian jembatan Wheatstone

dapat digunakan untuk mengukur hambatan dan hambatan jenis

suatu penghantar.

2. Pada percobaan diperoleh data antara hambatan resistor yang

sebenarnya dengan hambatan yang dihitung melalui eksperimen

menunjukan perbedaan yang sedikit. Untuk Rx sebesarnya 68

diperoleh Rx hitung rata-rata ( ) = 67,03 , dengan perbedaan

(R) = 0,97 dan dari eksperimen diperoleh kesalahan relative

sebesar 2,9%. Untuk Rx sebesarnya 47 diperoleh Rx hitung rata-

rata ( ) = 42,90 , dengan perbedaan (R) = 4,10 dan dari

eksperimen diperoleh kesalahan relative sebesar 2,7%. Jadi alat ini

cukup layak untuk digunakan mengukur hambatan benda.

C. Saran

1. Agar ketelitian dari jembatan wheatstone ini meningkat dapat

digunakan komutator.

2. Perbanyak referensi lagi dalam pembuatan alat ini selanjutnya agar

diperoleh ketelitian yang lebih baik.

3. Dalam pembuatan alat juga diusahakan kawat geser dapat dibuat

kencang agar pengukuran panjang kawat menjadi lebih teliti.


14/21

14

VIII. Daftar Pustaka

Giancoli, Douglas C., 2001. Fisika Edisi Kelima, diterjemahkan Yuhilza

Hanum dan Irwan Arifin, Penerbit Erlangga: Jakarta.

Surya, Yohanes. 2010. Listrik dan Magnet. P.T. Kandel: Tangerang

Zaelani, Ahmad dkk., 2006. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan untuk

SMA/MA. Yramawidya: Bandung

http://dbushayri.blogspot.com/2012/04/mengukur-besar-hambatan-metode-

jembatan.html diakses pada tanggal 20 Oktober 2013.

IX. Lampiran

1. Lembar Pengajuan Judul Pembuatan Alat

2. Data Percobaan


15/21

LAPORAN LENGKAP PRATIKUM

LABORATORIUM FISIKA II

Topik Percobaan : Jembatan Wheatstone

oleh

Nama : Andi Lala

Nim : ACB 110 047

Dosen Pembimbing : Drs. M. Nawir, M.Si

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS PALANGKARAYA

TAHUN 2014


16/21

LEMBAR PENGAJUAN JUDUL


17/21


18/21

DATA PERCOBAAN (LAPORAN

SEMENTARA)


19/21


20/21

TANDA TERIMA KIT PERCOBAAN(Mata Kuliah Laboratorium Fisika II)

Topik : JEMBATAN WHEATSTONE

Nama : Andi Lala

NIM : ACB 110 047

Telah menyerahkan/ menitipkan KIT percobaan pada Laboratorium Fisika dengan alat-

alat sebagai berikut:

No. Nama Alat dan Bahan Jumlah Status Alat

1. Kawat tembaga panjang 46 cm 1 buah Mandiri Inventaris Lab

2. Resistora. 100

b. 68

c. 47

21 buah

1 buah

1 buah

-

-

-

3. Galvanometer 1 buah -

4. Power Supply 1 buah -

5. Jepit Buaya 8 buah -

6. Paku 5 buah -

7. Saklar 1 buah -

8. Penggaris/ Meteran 1 buah -

9. Kawat Penghantar Secukupnya -

10. Kontak geser 1 buah -

Palangkaraya, 23 Januari 2014

Yang Menerima Yang Menyerahkan

Kepala Lab. Analitik UNPAR

Dr. Gunarjo S. Budi. M.Sc Andi Lala

NIP. 19610722 197803 1 003 ACB 110 047

Mengetahui

Dosen Pembimbing

Drs. M. Nawir, M.SiNIP. 19600209 198803 1 002


21/21

TOPIK : Jembatan Wheatstone

NAMA : Andi Lala

NIM : ACB 110 047

PEMBIMBING : Drs. M. Nawir, M.Si

Makalah LABFIS 2

Documents