Materi Beserta Soal Dan Pembahasan Jembatan Wheatstone Secara Lengkap


Pengertian Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone adalah susunan rangkaian listrik guna mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui besarannya.

Fungsi dari Jembatan Wheatstone yaitu guna mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir galvanometer sama dengan nol sebab potensial ujungnya sama besar. Sehingga bisa dirumuskan dengan perkalian silang.Cara kerja Jembatan Wheatstone adalah sirkuit listrik pada 4 tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan melalui 2 titik diagonal dan juga pada kedua diagonal yang lain dimana galvanometer ditempalkan

 

Baca Juga: Sebuah Sepeda Motor Bergerak Dengan Kecepatan Sebesar 36 Km/Jam


Gambar Jembatan Wheatstone

Gambar di bawah ini bentuknya sedikit berbeda tapi sejatinya sama. Gambar tersebut adalah susunan jembatan Wheatstone.

 


Contoh rangkaian untuk jembatan listrik selain jembatan wheatstone yaitu jembatan Wien, jembatan Kelvin, dan lain sebagainya. Rangkaian jembatan pada umumnya digambarkan seperti pada gambar di bawah.

 


Pada gambar di atas dijelaskan bahwa penyusun X1, X2, X3, dan X4 adalah komponen listri resistor, kapasitor, induktor, ataupun gabungan dari ketiganya. Sedangkan penyusun G yaitu Galvanometer yang berperan aktif sebagai rangkaian jembatan.

 

 Cara Menentukan Hambatan Pengganti


Jadi ketika untuk mendapatkan besarnya suatu hambatan pengganti pada tiap susunan hambatan jembatan Wheatstone dapat memakai aturan dan juga rumus berikut:

1. Apabila perkalian silang antara R1 dan R3 sama dengan R2 dan R4 maka R5 bisa diabaikan sampai hanya menjumlah secara seri lalu dipararelkan.

 

Apabila setelah hambatan tengah dianggap tidak ada, maka pakai prinsip seri-pararel untuk dapat menemukan besarnya suatu hambatan pengganti.

 2. Apabila perkalian silang antara R1 dan R3 tidak sama dengan perkalian antara R2 dan R4. Maka hambatan harus diganti dengan hambatan baru sampai susunan hambatannya menjadi seperti di bawah ini.

 


Keterangan

Apabila R1, R2, dan R5 diganti dengan Ra, Rb, dan Rc. Sampai susunan menjadi seperti di bawah ini.

 


 Kemudian hanya melanjutkan dengan prinsip seri dan pararel hambatan untuk menemukan hambatan penggantinya.

 

 CONTOH SOAL DAN PENYELESAIAN JEMBATAN WHEATSTONE


Soal 1. Perhatikan gambar berikut!

 

Jika diketahui R1, R2, R3, R4, dan R5 berturut-turut adalah 10 Ω, 10 Ω, 10 Ω, 20 Ω, dan 20 Ω. Maka tentukan hambatan penggantinya!
Penyelesaian Fisika: 
Sesuai dengan prinsip Wheatstone, arus yang berada di R3 sama dengan nol, jika memenuhi syarat :

 


 

Soal 2: Dibangun sebuah rangkaian jembatan yang tidak seimbang. Hitunglah beda tegangan keluaran pada titik C dan titik D dan nilai hambatan yang harus diseri dengan resistor R4 untuk menyeimbangkan menjadi rangkaian jembatan Wheatstone.

 

Penyelesaian Fisika: 
Untuk cabang ACB.

 


 Soal 3: Gambar berikut adalah rangkaian jembatan Wheatstone, dengan panjang kawat homogen AB adalah 1 m. Ketika kontak geser C sedemikian sehingga jarak CB = 60 cm maka jembatan seimbang (Galvanometer G menunjuk nol). Jika ada X disisipkan seri resistor 10 Ω, maka jembatan seimbang ketika kontak C digeser sejauh 30 cm dari kedudukan seimbang semula. Tentukan nilai X dan Y!

 
Jawab:
AB = 1 m = 100 cm.
Pada kedudukan seimbang mula-mula, CB = 60 cm, AC = 100 cm – 60 cm = 40 cm.
Dari syarat jembatan seimbang kita peroleh
(X)(CB) = (Y)(AC)
(X)(60 cm) = Y(40 cm)
Y = 3X/2 (*)

Keadaan sekarang, pada X disisipkan resistor 10 Ω, sehingga hambatan total = (X + 10) Ω. Ternyata jembatan seimbang jika kontak C digeser 30 cm ke kanan (mengapa tidak digeser ke kiri?). Jadi,
AC sekarang = (40 + 30) cm = 70 cm
CB sekarang = (100 – 70) cm = 30 cm

Dari syarat jembatan seimbang kita peroleh:
(X + 10)CB = (Y)(AC)
(X + 10)30 cm = Y(70 cm)
3X + 30 = 7Y (**)

Masukkan nilai Y (*) ke (**), sehingga kita peroleh
3X + 30 = 7(3X/2)
2(3X + 30) = 21X
6X + 60 = 21X
–15X = –60
X = 4 Ω
Dari (*) kita peroleh Y  = (3)(4 Ω)/2 = 6 Ω


 

Soal 4: Perhatikan gambar di atas! Panjang kawat AC 80 cm dengan R = 120 Ω. Jarum galvanmeter menunjukan angka nol pada saat kontak dengan D yang panjangnya 60 cm dari A. Tentukan besarnya Rx?

 


Penyelesaian:
Diketahui:
R = 120 Ω
l1 = 60 cm
l2 = 80 cm-60 cm = 20 cm
Ditanyakan: Rx = ?
Jawab:
Rxl1 = Rl2
Rx = Rl2/l1
Rx = 120 Ω . 20 cm /60 cm
Rx = 40 Ω
Jadi besarnya hambatan Rx adalah 40 Ω.

 

 

 Baca Juga: Pengertian Massa Jenis - Rumus, Dan Satuan + Contoh Soalnya (LENGKAP)

 

 Penelusuran yang terkait dengan materi JEMBATAN WHEATSTONE

  • penurunan rumus jembatan wheatstone
  • sejarah jembatan wheatstone
  • prinsip kerja jembatan wheatstone
  • teori jembatan wheatstone
  • aplikasi jembatan wheatstone
  • cara kerja rangkaian jembatan wheatstone
  • soal jembatan wheatstone brainly
  • gambar rangkaian jembatan wheatstone