Catatan Kuliah: Rangkaian Jembatan Wheatstone

Pengantar

• Jembatan Wheatstone digunakan untuk menentukan nilai hambatan tertentu (RX).

Prinsip Kerja Jembatan Wheatstone

• Arus yang mengalir pada R5 harus nol agar rangkaian berfungsi sebagai jembatan Wheatstone.
• Jika arus di R5 = 0, maka berlaku hukum perkalian silang:
  • R1 * RX = R2 * R3

Langkah-langkah Menentukan Nilai RX

1. Hubungkan rangkaian dan aktifkan saklar.
2. Hitung arus yang mengalir pada R5.
3. Sesuaikan nilai R2 (hambatan yang dapat diubah) agar arus di R5 menjadi nol.
4. Setelah R5 = 0, gunakan prinsip jembatan untuk menghitung RX.
   • Misal:
     • R1 = 10 ohm
     • R2 = 15 ohm
     • R3 = 20 ohm
     • RX = ?
     • Hitungan: 10 * RX = 15 * 20
     • RX = 30 ohm

Penjelasan Rangkaian

• Jembatan Wheatstone biasanya terhubung dengan sumber tegangan dan arus mengalir melalui R1, R2, R3, dan R4.
• Arus I1, I2, I5, dan I3 dibahas menggunakan hukum Kirchhoff.

Hukum Kirchhoff pada Rangkaian

• Hukum Kirchhoff I: Jumlah arus yang masuk ke suatu titik sama dengan jumlah arus yang keluar.
• Hukum Kirchhoff II: Jumlah tegangan dalam satu loop sama dengan nol.
  • Contoh:
    • Loop 1: I1 * R1 - I5 * R5 - I3 * R3 = 0
    • Loop 2: I2 * R2 - I5 * R5 = 0*

Penyelesaian Masalah

• Jika diketahui R1, R2, R3, dan R4, dapat ditentukan apakah rangkaian itu jembatan Wheatstone atau tidak dengan membandingkan hasil perkalian silang.
• Penggunaan rumus:
  • R1 * R4 = R2 * R3
• Hitung nilai total hambatan dan arus menggunakan hukum Ohm.

Contoh Soal

• Diketahui R1, R2, R3, dan R4.
• Hitung hambatan total dan arus dalam rangkaian:
  • Total hambatan: R_total = R1 + R2 (jika seri)
  • R_total = 1 / (1/R1 + 1/R2) (jika paralel)

Kesimpulan

• Jembatan Wheatstone adalah alat yang efektif untuk menentukan nilai hambatan dan sangat berguna dalam aplikasi listrik.