1. LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM
FISIKA DASAR II
βJEMBATAN WHEATSTONEβ
TANGGAL PENGUMPULAN : 7th
of March 2018 M
TANGGAL PRAKTIKUM : 12th
of March 2018 M
WAKTU PRAKTIKUM : 11.30-selesai WIB
NAMA : Utut Muhammad
NIM : 11170163000059
KELOMPOK / KLOTER : Empat/ Satu
NAMA :
1. Fadli Maulana. F (11170163000047)
KELAS : PENDIDIKAN FISIKA 2B
LABORATORIUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2018
2. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
βJEMBATAN WHEATSTONEβ
TUGAS AKHIR PRAKTIKUM
A. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Dapat menentukan harga hambatan dengan metode jembatan
Wheatstone.
2. Memahami metode jembatan Wheatstone.
3. Membandingkan nilai hambatan yang digunakan saat praktikum dengan
nilai hambatan hasil perhitungan.
4. Mengatahui prinsio kerja jembatan Wheatstone.
5. Membuktikan seberapa besar nilai resistor yang belum diketahui pada
rangkaian seri dan pararel.
B. DASAR TEORI
Jembatan wheatstone merupakan sebuah metode yang digunakan
untuk mengukur hambatan yang belum diketahui. Selain itu jembatan
wheatstone digunkaan untuk mengoreksi kesalahan yang dapat terjadi
dalam pengukuran hambatan menggunakan Hukum Ohm. (Sutrisno.
File.upi.edu).
Jembatan wheatstone merupakan metode untuk mengukur hambatan
secara tidak langsung dan lebih teliti bila dibandingkan dengan Ohmeter.
Jika pada rangkaian jembatan wheatstone galvanometer menunjukkan
angka nol, maka perkalian hambatan yang saling berhadapannya sama
besar. (Cunayah, 2006: 422)
Jembatan wheatstone ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada
tahun 1833 dan dikembangkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun
1843. Jembatan wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik
untuk mengukur suatu hambatan yang tidak diketahui harganya. Kegunaan
dari jembatan wheatstone yaitu mengukur nilai suatu hambatan dengan cara
arus pada galvanometer D sehingga dapat dirumuskan perkalian silang.
Cara kerjanya yaitu sirkuit listrik dalam empat tahanan dan sumber
3. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
tegangan yang di hubungkan melalui dua titik diagonal pada kedua diagonal
lainnya dimana galvanometer ditempatkan. (Pratama, 2010: 387)
Galvanometer sendiri merupakan alat yang dapat mengukur kuat
arus yang sangat kecil. Galvanometer dalam proses pengerjaannya
menggunakan arus gulungan putar yang terdiri dari sebuah magnet yang
tidak bergerak dan sebuah potongan kawat yang merupakan satu bagian
yang mudah bergerak dan dilalui arus listrik. (Suryanto, 1999: 4)
Prinsip kerja hambatan wheatstone sering digunakan dalam
menetukan suatu nilai tahanan atau impedansi dalam suatu rangkaian listrik.
Tetapi juga pada hambatan yang diberikan kawat aliran elektron. Makin
tinggi hambatan makin kecil arus untuk suatu satu tegangan V kita
kemudian mendefinisikan hambatan sehingga arus berbanding terbalik
dengan hambatannya. Ketika kita gabungkan hal ini dengan kesebandingan
di atas. Kita dapatkan πΌ =
π
π
. Hubungan ini sering dituliskan π = πΌ π₯ π
tetapi lebih berupa deskripsi mengenai kelas bahan tertentu. Resistor
mempunyai hambatan mulai kurang dari satu Ohm sampai jutaan Ohm.
(Giancoli, 2001: 74)
R1, R2, dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui,
sedangkan Rx adalah hambatan yang akan dicari besarnya. Pada keadaan
setimbang galvanometer akan menunjukkan angka nol. Karena tidak ada
arus yang mengalir pada galvanometer. Hambatan listrik merupakan
karakteristik suatu bahan penghantar listrik / konduktor, yang dapat di
gunakan untuk mengatur besarnya arus listrik yang melewati suatu
rangkaian. (Sugiyono, 2009: 92)
C. ALAT dan BAHAN
NO GAMBAR NAMA ALAT DAN BAHAN
1
Rheostat
(satu buah)
4. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
2
Galvanometer
(satu buah)
3
Catu Daya
(Satu buah)
4
Resistor
(Satu buah)
5
Kabel Penghubung
(Secukupnya)
6 Penggaris
D. LANGKAH KERJA
NO GAMBAR LANGKAH KERJA
1 Siapkan alat dan bahan
5. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
2
Hubungkan Catu daya dengan
Rheostat
3
Hubungkan rheostat dengan
papan resistor
4
Hubungkan rheostat dengan
galvanometer
Percobaan I
Rangkaian Seri
NO GAMBAR LANGKAH KERJA
1
Ketika alat sudah siap buat lah
rangkaian seri
2
Papan resistor yang dibuat
secara seri dan disambung
dengan Galvanometer.
3 Hidupkan catudaya
6. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
4
Lihat pada galvanometer,
dalam posisi galvanometer ke
arah sebelah kiri.
5
Atur rheostat agar
galvanometer sampai titik nol.
Percobaan II
Rangkaian Pararel
NO GAMBAR LANGKAH KERJA
1
Ketika alat sudah siap buat lah
rangkaian pararel
2
Papan resistor yang dibuat
secara pararel dan disambung
dengan Galvanometer.
3 Hidupkan catudaya
4
Lihat pada galvanometer,
dalam posisi galvanometer ke
arah sebelah kiri.
7. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
5
Atur rheostat agar
galvanometer sampai titik nol.
E. DATA PERCOBAAN
Percobaan I
Resistor Rx diserikan dengan resistor R1 (R = 100 β¦ Β± 5 %)
Ulangan Panjang AD (cm) Panjang BD (cm)
1 7 6
2 6,8 6,2
Rata-rata 6,9 6,1
Nilai 100 Β± 5 % 100 Β± 5 %
Percobaan II
Resistor Rx diserikan dengan resistor R2 (R = 4,7 β¦ Β± 5 %)
Ulangan Panjang AD (cm) Panjang BD (cm)
1 3 10
2 2,9 10,1
Rata-rata 2,95 10,05
Nilai 4,7 Β± 5 % 4,7 Β± 5 %
Percobaan III
Nilai hambatan resistor Rx yang dihasilkan data diatas
F. PENGOLAHAN DATA
Nilai Rx :
Rx pada R1 : π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π·
Rx pada R2 : π π₯ =
π 2 π₯ π΅π·
π΄π·
No Keadaan Nilai Rx β¦
1 Rx diserikan dengan R1 100 β¦ Β± 5 %
2 Rx diserikan dengan R2 4,7 β¦ Β± 5 %
8. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
Pada resistor R1 diketahui: cokelat, hitam, cokelat, dan emas
Pada resistor R2 diketahui: kuning, ungu, emas, dan emas
No Rx pada R1 No Rx pada R2
1
Dik:
R1 = 100 β¦
BD = 6 cm / 6, 10β2
AB = 7 cm / 7, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
100 π₯ 6,10β2
7, 10β2
π = 85.71 β¦
1
Dik:
R1 = 4,7 β¦
BD = 10 cm / 10, 10β2
AB = 3 cm / 3, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
4.7 π₯ 10,10β2
3, 10β2
π = 15.67 β¦
2
Dik:
R1 = 100 β¦
BD = 6,2 cm / 6.2, 10β2
AB = 6,8 cm / 6.8, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
100 π₯ 6.2,10β2
6.8, 10β2
π = 91.18 β¦
2
Dik:
R1 = 4,7 β¦
BD = 10,1 cm / 10.1, 10β2
AB = 2,9 cm / 2.9, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
4.7 π₯ 10.1,10β2
2.9, 10β2
π = 16.37 β¦
Rata-rata
No πΜ Pada Rx (R1) No πΜ Pada Rx (R2)
1
π πΜ Μ Μ Μ =
π 1 + π 2
2
π πΜ Μ Μ Μ =
85.71 + 91.18
2
π πΜ Μ Μ Μ =
85.71 + 91.18
2
π πΜ Μ Μ Μ = 88.445 β¦
1
π πΜ Μ Μ Μ =
π 1 + π 2
2
π πΜ Μ Μ Μ =
15.67 + 16.37
2
π πΜ Μ Μ Μ =
15.67 + 16.37
2
π πΜ Μ Μ Μ = 16.02 β¦
Standar Devisiasi
Resistor Rx diserikan dengan resistor R1 (R = 100 β¦ Β± 5 %)
Panjang AD
Ulangan X1 Rerata (π₯ β π₯)Μ Μ Μ (π₯ β π₯)Μ Μ Μ 2
1 7 6,9 0,1 0,01
2 6,8 6,9 -0,1 0,01
β (π₯1 β π₯Μ π
π‘=1 )2 0,02
10. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
%:
|11.555|
100
π₯100%
% = 11.555 %
Kesalahan Relatif pada R2:
%:
|π π₯ πππππ‘πππ’π β π π₯ π‘ππππ|
π π₯ π‘ππππ
π₯100%
%:
|16.02 β 4.7|
4.7
π₯100%
%:
|11.32|
100
π₯100%
% = 11.32 %
G. PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini mengenai jembatan wheatstone bertujuan
untuk mencari nilai hambatan Rx. Pada praktikum ini dilakukan dua kali
pengulangan, dimana setiap percobaan dilakukan pengulangan sebanyak
dua kali.
Hambatan yang akan dicari atau belum diketahui nilainya dapat
dilakukan dengan cara menggeser rheostat hingga galvanometer
menunjukkan angka nol. Catu daya yang digunakan untuk mengalirkan
aliran listrik sehingga jarum pada galvanometer dapat bergerak.
Pada percobaan pertama dengan menggunakan resistor sebesar 100
β¦ Β± 5 % diperoleh nilai resistor yang hampir mendekati nilai tersebut. Hal
ini dapat diakibatkan karena kesalahan pada saat melihat nilai pada rheostat
yang diukur dengan penggaris pada saat praktikum. Pada percobaan
pertama ini praktikan merangkai resistor secara seri, sebelum mencari nilai
resistor yang belum diketahui praktikan harus mengatahui nilai hambatan
pada R1. Dengan melihat kode warna, atau dengan menggunakan
multitester. Pada saat power catu daya dihidupkan jarum galvanometer akan
menyimpang hal ini berarti adanya arus listrik yang mengalir pada
galvanometer karena prinsip kerja jembatan wheatstone adalah
keseimbangan maka jarum galvanometer harus tepat berada di nol dengan
11. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
menggeser-geser rheostatnya. Jika sudah teapatberada di nol hal ini berarti
sudah tidak ada lagi arus yang mengalir dalam keadaan seperti dikatakan
seimbang. Percobaan ini sesuai dengan Hukum Ohm I, Kirchof I yang
menyatakan dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (E) dan jumlah
penurunan potential sama dengan nol.
Pada percobaan kedua dengan menggunakan resistor 4,7 β¦ Β± 5 %
didapatkan hasil nilai hambatan yang tidak mendekati nilai resistor tersebut.
Jika dibandingkan dengan warna resistor yang telah diketahui nilainya
cukup amat jauh. Pada percobaan yang kedua ini merangkai dengan
rangkaian secara seri pararel dan nilai resistor yang belum diketahui, resistor
yang belum diketahui nilainya pada saat rangkaian diserikan lebih besar
dengan rangkaian yang dipararelkan.
Antara percobaan pertama dan percobaan kedua sebenarnya sama,
hanya saja resistor yang digunakan berbeda nilainya. Perbedaan hal ini nilai
resistor dapat dipengaruhi berbahagia faktor seperti salah melihat gelang
warna resistor sehingga menyebabkan kesalahan pada nilainya.
Pada percobaan ini praktikan telah melakukan percobaan jembatan
wheatstone untuk mencari nilai hambatan yang belum diketahui harganya.
Praktikan melakukan dua kali pengulangan yitu percobaan pertama R yang
belum diketahui hambatannya diserikan dengan R1 yaitu 85.71 β¦ dan pada
pada percobaan kedua pada R2 adalah 15, 67 ohm, data ini adalah data pada
percobaan pertama dengan RI dan R2.
Tentu saja pada praktikum ini masih ada kesalahan-kesalahan yang
terjadi pada percobaan jembatan wheatstone ini yang diantaranya, pada saat
melihat jarum galvanometer, jarumnya tidak tepat diangka nol dan ketika
melihat jarum tersebut, mata dengan jarum penunjuknya tidak lurus, dan
pada saat mengukur panjang AD, dan panjang BD, kurang teliti karena
sempitnya ruang gerak pada rheostat untuk mengukur panjang AD dan
panjang BD, dan praktikan dapat melakukan percobaan ini sampai selesai
dengan bimbingan ka Ika.
12. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
H. TUGAS PASCA PRAKTIKUM
1. Hitunglah hambatan resistor yang dihasilkan pada langkah 1, dan 2!
Jawab:
No Rx pada R1 No Rx pada R2
1
Dik:
R1 = 100 β¦
BD = 6 cm / 6, 10β2
AB = 7 cm / 7, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
100 π₯ 6,10β2
7, 10β2
π = 85.71 β¦
1
Dik:
R1 = 4,7 β¦
BD = 10 cm / 10, 10β2
AB = 3 cm / 3, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
4.7 π₯ 10,10β2
3, 10β2
π = 15.67 β¦
2
Dik:
R1 = 100 β¦
BD = 6,2 cm / 6.2, 10β2
AB = 6,8 cm / 6.8, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
100 π₯ 6.2,10β2
6.8, 10β2
π = 91.18 β¦
2
Dik:
R1 = 4,7 β¦
BD = 10,1 cm / 10.1, 10β2
AB = 2,9 cm / 2.9, 10β2
Dit Rx?
π π₯ =
π 1 π₯ π΅π·
π΄π΅
π π₯ =
4.7 π₯ 10.1,10β2
2.9, 10β2
π = 16.37 β¦
Rata-rata
No πΜ Pada Rx (R1) No πΜ Pada Rx (R2)
1
π πΜ Μ Μ Μ =
π 1 + π 2
2
π πΜ Μ Μ Μ =
85.71 + 91.18
2
π πΜ Μ Μ Μ =
85.71 + 91.18
2
π πΜ Μ Μ Μ = 88.445 β¦
1
π πΜ Μ Μ Μ =
π 1 + π 2
2
π πΜ Μ Μ Μ =
15.67 + 16.37
2
π πΜ Μ Μ Μ =
15.67 + 16.37
2
π πΜ Μ Μ Μ = 16.02 β¦
Kesalahan Relatif pada R1:
%:
|π π₯ πππππ‘πππ’π β π π₯ π‘ππππ|
π π₯ π‘ππππ
π₯100%
%:
|88.445 β 100|
100
π₯100%
%:
|11.555|
100
π₯100%
14. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
π = β
β (π₯1βπ₯Μ π
π‘=1 )
πβ1
= β
0,005
1
= β0,005 = 0.07
Percobaan II
Resistor Rx diserikan dengan resistor R2 (R = 4,7 β¦ Β± 5 %)
Panjang BD
Ulangan X1 Rerata (π₯ β π₯)Μ Μ Μ (π₯ β π₯)Μ Μ Μ 2
1 10 10,05 0,05 0,0025
2 10,1 10,05 -0,05 0,0025
β (π₯1 β π₯Μ π
π‘=1 )2 0,005
π = β
β (π₯1βπ₯Μ π
π‘=1 )
πβ1
= β
0,005
1
= β0,005 = 0.07
2. Bandingkan nilai hambatan resistor yang dihasilkan!
Jawab:
No πΜ Pada Rx (R1) No πΜ Pada Rx (R2)
1
π πΜ Μ Μ Μ =
π 1 + π 2
2
π πΜ Μ Μ Μ =
85.71 + 91.18
2
π πΜ Μ Μ Μ =
85.71 + 91.18
2
π πΜ Μ Μ Μ = 88.445 β¦
1
π πΜ Μ Μ Μ =
π 1 + π 2
2
π πΜ Μ Μ Μ =
15.67 + 16.37
2
π πΜ Μ Μ Μ =
15.67 + 16.37
2
π πΜ Μ Μ Μ = 16.02 β¦
Kesalahan Relatif pada R1: ( %=11.555 %)
Kesalahan Relatif pada R2: ( %=11.320 %)
Pada hambatan nilai resistor ini berbeda dengan nilai resistor R1 dan
R2, kenapa? Karena mungkin pada saat praktikum praktikan kurang teliti
pada saat melihat data yang ada pada rheostat teresbut, dan juga berbeda
dengan nilai resistornya sehingga nilai resistor R1 adalah R = 100 β¦ Β± 5 %,
dan pada R2 adalah R = 4,7 β¦ Β± 5 %. Hasil yang lebih besar adalah pada
rangkaian seri di R1, artinya gelang warna resistorpun sangat berpengaruh
untuk menentukan nilai pada praktikum jembatan wheatstone ini.
I. KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah di lakukan dapat di simpulkan bahwa:
15. WHEATSTONE BRIDGE UTUT MUHAMMAD
1. Jembatan wheatstone menggunakan Hukum Kirchoff satu dan dua
dimana arus pada kedua ujung sama besar sehingga menghasilkan nilai
0 pada galvanometer.
2. Metode jembatan wheatstone digunakan untuk mengukur metode
hambatan yang belum diketahui nilainya dengan cara mengkalikan
dengan silang.
3. Jembatan wheatstone dapat digunakan untuk mencari nilai suatu
hambatan yang belum diketahui nilainya.
4. Prinsip kerja jembatan wheatstone menggunakan tiga hukum, yaitu:
Hukum Ohm, Hukum I kirchoff, Hukum II Kirchoff.
5. Nilai Rx lebih besar pada saat diserikan pada R1, karena nilai resistor
yang lebih besar.
J. KOMENTAR
a. Sebaiknya para praktikan sebelum melakukan praktikum ini harus
mempelajari apa yang akan di praktikumkan agar dapat membuat
rangkaian dengan benar.
b. Diharapkan saat sedang melakukan praktikum, praktikan harus lebih
teliti.
c. Praktikan harus adanya saling kekerja samaan dalam praktikum
jembatan wheatstone ini.
K. DAFTAR PUSTAKA
Cunayah. (2006). Fisika. Jakarta: Erlangga
Giancoli, D. C. (2001). Fisika Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Pratama. (2010). fisika bahan listrik. yogyakarta: pustaka belajar.
Sugiyono, Vani. (2009). Fisika. Surabaya: PT. Kawan Pustaka.
Suryanto. (1999). Fisika teknik pengukuran. Jakarta: Erlangga.
Sutrisno. file upi. jembatan wheatstone.pdf. Jakarta: Erlangga