Paper Aplikasi Jembatan Wheatstone
1.
Teori 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. Dalam umumnya Jembatan Wheatstone dipergunakan untuk memperoleh ketelitian
dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relative
kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kortsluiting dan
sebagainya. Rangkaian ini dibentuk oleh empat buah tahanan (R) yag merupakan
segiempat A-B-C-D dalam hal mana rangkaian ini dihubungkan dengan sumber
tegangan dan sebuah galvanometer nol (0). Kalau tahanan-tahanan itu diatur
sedemikian rupa sehingga galvanometer itu tidak akan mengadakan suatu hubungan
antara keempat tahanan tersebut.
Jembatan
Wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu
tahanan yang tidak diketahui harganya (besarannya). Kegunaan dari Jembatan
Wheatstone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang
mengalir pada galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya
sama besar). Sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerjanya
adalah sirkuit listrik dalam empat tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan
melalui dua titik diagonal dan pada kedua diagonal yang lain dimana
galvanometer ditempalkan seperti yang diperlihatkan pada jembatan wheatstone.
2.
Konsep Jembatan Wheatstone
Jembatan
Wheatstone adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur suatu yang tidak
diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua kali dari rangkaian
jembatan, satu kaki yang mencakup komponen diketahui kerjanya mirip dengan
aslinya potensiometer. Jembatan Wheatstone adalah suatu proses menentukan nilai
hambatan listrik yang presisi/tepat menggunakan rangkaian Jembatan Wheatstone dan
melakukan perbandingan antara besar hambatan yang telah diketahui dengan besar
hambatan yang belum diketahui yang tentunya dalam keadaan Jembatan disebut
seimbang yaitu Galvanometer menunjukkan pada angka nol. Rangkaian Jembatan
Wheatstone tersebut memiliki susunan dari 4 buah hambatan yang mana 2 dari
hambatan tersebut adalah hambatan variable dan hambatan yang belum diketahui
besarnya yang disusun secara seri satu sama lain dan pada 2 titik diagonalnya
dipasang sebuah Galvanometer dan pada 2
titik diagonal lainnya diberikan sumber tegangan. Galvanometer adalah alat yang
digunakan untuk mendeteksi dan pengukuran arus. Kebanyakan alat ini kerjanya
tergantung pada momen yang berlaku pada kumparan di dalam magnet. Gambar
rangkaian Jembatan Wheatstone yaitu seperti gambar di bawah ini :
R1,
R2, dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui,
sedangkan R4 adalah hambatan yang akan dicari besarnya. Dengan mengatur
sedemikian rupa besar hambatan variable sehingga arus yang mengalir pada
Galvanometer sama dengan nol, dalam keadaan ini jembatan tersebut disebut
seimbang sehingga sesuai dengan hukum Ohm. Rangkaian Jembatan Wheatstone juga
dapat disederhanakan dengan menggunakan kawat geser apabila besarnya hambatan
bergantung pada panjang penghantar.
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. (Lister, 1993).
3.
Aplikasi Jembatan Wheatstone
Salah
satunya adalah 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 Wheatstonenya
sudah ada di dalam strain gauge.
4.
Kelebihan Jembatan Wheatstone
Dapat
mengukur perubahan hambatan yang sangat kecil pada penghantar.
Contoh
aplikasi : strain gauge, yang digunakan untuk mengukur regangan material (baja
atau beton) didasarkan pada perubahan kecil penghantar yang berdeformasi akibat
gaya eksperimen. Perubahan kecil dimensi penampang dihitung dari peribahan
hambatan pada rangkaian jembatan wheatstone yang dihubungkan sensor ke alat
pencatat data logger untuk setiap transducer.
5.
Manfaat Jembatan Wheatstone di bidang Perikanan
Perancangan
dan pembuatan perhitungan ikan secara otomatis diciptakan alat-alat yang
bertujuan untuk mempermudah tugas manusia dalam pekerjaan sehari-hari. Dalam
bidang perikanan perlu diciptakan suatu alat yang dapat menmggantikan tugas
manusia untuk menghitung jumlah ikan-ikan saat beri makan ikan-ikan, akan
menjaga jumlah ikan-ikan dalam jumlah banyak sehingga tugas manusia dapat
digantikan oleh alat ini juga dapat mempercepat proses perhitungan ikan
otomatis ini dapat dihitung jumlah ikan dalam jumlah banyak, dalam waktu yang
relatif cepat.
By : Yoga Putra Prathama
Jurusan Teknik Elektro UNILA
