Jurnal Praktikum Instrumen 1.docx

JEMBATAN ELEKTRONIKA Aprilia Candra Wardani / 161810201066 Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember email: [email protected]

I.

PENDAHULUAN Jembatan Wheatstone merupakan suatu alat pengukur, alat ini dipergunakan

untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relatif kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kartsluiting dan sebagainya. Jembatan Wheatstone adalah alat yang paling umum digunakan untuk pengukuran tahanan yang teliti dalam daerah 1 sampai 100.000 Ω. Jembatan Wheatstone terdiri dari tahanan R1, R2, R3, dimana tahanan tersebut merupakan tahanan yang diketahui nilainya dengan teliti dan dapat diatur ( Samadikun, 1986). Jembatan wheatstone adalah jembatan elektronika yang dapat digunakan untuk menentukan resistansi dari sebuah resistor. Resistor yang tidak diketahui (Rx) dalam hal ini adalah resistansi dari LDR yang akan dievaluasi ditaruh pada lengan AD, kemudian variable resistor R1 divariasikan sedemikian rupa sehingga output dari jembatan mengalami kesetimbangan, pada saat salah satu resistor dilengan CB dan BD di hubungkan. Ketika keseimbangan terjadi tentukan besar resistansi Rx dengan rumus kesetimbangan jembatan Wheatstone. Dengan teknik ini maka anda dapat mendapatkan data hubungan antara posisi lubang sumber cahaya yang merupakan sumber intensitas cahaya dengan resistansi LDR( Samadikun,1986). jembatan Wheatstone diciptakan oleh Samuel Hunter Christie dan dipopulerkan oleh Charles Wheatstone, dan digunakan untuk mengukur resistensi. Hal ini dibangun dari empat resistor, dua nilai yang dikenal R1 dan R3 (lihat gambar 1), salah satu yang tahan akan ditentukan Rx, dan salah satu yang variabel dan dikalibrasi R2 . Dua simpul berlawanan terhubung ke sumber arus listrik, seperti baterai, dan galvanometer tersambung di dua simpul lainnya. Variabel resistor disesuaikan sampai galvanometer membaca nol. Hal ini kemudian diketahui bahwa rasio antara resistor variabel dan tetangganya R1 adalah sama dengan rasio antara resistor yang tidak diketahui dan

tetangganya R3, yang memungkinkan nilai resistor yang tidak diketahui untuk dihitung ( Vander, 1985).

Gambar 1.1 Rangkaian Jembatan Wheatstone ( Sumber : Vander, 1985 ) Dari gambar tersebut, jembatan wheatstone disusun atas 4 buah hambatan, yang mana 2 dari hambatan tersebut adalah hambatan variabel dan hambatan yang belum diketahui besarnya yang disusun secara seri satu sama lain dan pada 2 titik diagonal lainnya diberikan sumber tegangan. Dengan mengatur sedemikian rupa besar hambatan variabel sehingga arus yang mengalir pada Galvanometer = 0, dalam keadaan ini jembatan disebut seimbang, sehingga sesuai dengan hukum Ohm berlaku persamaan: 𝑅1 𝑥 𝑅2 = 𝑅3 𝑥 𝑅𝑥

(1.1)

Persamaan diatas jika dijabarkan maka akan diperoleh : 𝑅𝑥 = 𝑥 𝑅1

(1.2)

( Tipler,2001). Kelebihan dari menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone adalah dapat menghitung besar hambatan yang tidak diketahui besar hambatannya dengan sensitivitas dan akurasi yang sangat tinggi. Selain itu Salah satu kelebihan jembatan wheatstone adalah dapat mengukur perubahan hambatan yang sangat kecil pada penghantar. Kekurangan dari rangkaian jembatan wheatstone adalah Sensitivitas detektor yang tidak cukup, dapat terjadi perubahan tahanan lengan-lengan jembatan karena efek pemanasan arus melalui tahanan-tahanan tersebut, dan GGL termal dalam rangkaian jembatan dapat juga mengakibatkan masalah sewaktu mengukur tahanantahanan rendah ( Dedy, 2012). Aplikasi Jembatan wheatstone 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 = ρ.L/A. Perubahan hambatan ini sedemikian kecilnya, sehingga untuk mendapatkan hasil eksaknya harus dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Wheatstone. Rangkaian listrik beserta jembatan Wheatstone sudah ada di dalam strain gauge (Pramono, 2014). Tujuan dilakukannya praktikum instrumentasi mengenai jembatan wheatstone adalah diharapkan praktikan dapat mempelajari karakteristik LDR dari Jembatan Wheatstone, untuk aplikasi sensor pandu gelombang dengan menggunakan sensor cahaya. Selain hal tersebut untuk menentukan pengaruh inputan yaitu berupa intensitas dengan hasil keluaran yang berupa tegangan, sedangkan yang ditentukan pengaruhnya terhadap resistansinya. Berdasarkan data yang diperoleh diharapkan praktikan mampu menentukan sensitivitas, akurasi, presisi dan linieritas .

II. METODE PERCOBAAN 2.1 Desain Rangkaian Desain rangkaian yang digunakan dalam prkatikum jembatan elektronika adalah sebagai berikut :

Gambar 2.1 Rangkaian jembatan elektronika (Sumber : Timpenyusun,2019) 2.2 Analisis Data

Analisis data yang digunakan dalam prkatikum jembatan elektronika adalah sebagai berikut : 1. Akurasi 𝑎𝑘𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 = 𝑥 =

𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑛 − 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑥 100 % reverensi

2. Presisi ∑ (𝑋𝑖 − 𝑋) 𝑆𝐸 = 𝑥 = √ n−1 3. Sensitivitas 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠 =

𝑅 Itensitas

4. Indeks keberhasilan: Data yang diperoleh akan di plot dengan sumbu x menjadi intensitasnya dan y adalah variable yang dipengaruhi resistansi yang didapat berdasarkan tegangan keluaraannya. Perubahan intensitas akan mempengaruhi resistansinya. Intensitas yang divariasi akan menghasilkan tegangan keluaran yang bervariasi pula. Semakin besar intensitas yang diberika maka tegangan yang keluar akan semakin kecil, hal ini menyebabkan resitansi juga akan berkurang. Hal ini berlaku sebaliknya, seiring dengan penurunan intensitas maka resistansi harusnya semakin kecil.

No 1.1 1.2 1.… 1.N 2.1 2.2 … 2.N

R2(Ω)

R3(Ω)

No Lubang 1 2 … N 1 2 … N

R1(Ω)

R1(Ω)

R1(Ω)

Perulangan 1

Perulangan 2

Perulangan N

Tabel 2.1 Tabel pengamatan perubahan resistansi

RLDR(Ω) (perhitungan)

DAFTAR PUSTAKA

Dedy.2012.fisika untuk universitas. Jakarta.: Erlangga Pramono. 2014. Panduan Praktikum Elektronika. Cirebon: CV. Elsi Pro Samadikun, samaun. 1989. sistem instrumentasi elektronika. Bandung: ITB Vander,G. 1985. Rangkaian Elektronika. Jakarta : Erlangga Tipler,Paul A. 2001. Fisika Jilid 2 . Jakarta : Erlangga