Modul 1





MODUL 1

POTENSIOMETER & TAHANAN GESER DAN JEMBATAN WHEATSTONE

1. Pendahuluan[Kembali]

Dalam berbagai perangkat elektronik, aliran listrik diatur dan dimanipulasi melalui rangkaian yang terstruktur. Dua konfigurasi dasar yang mendasari hampir semua rangkaian elektronik adalah rangkaian seri dan rangkaian paralel.

Rangkaian seri adalah konfigurasi komponen listrik yang disusun secara berurutan seperti satu jalur. Seperti antrian, komponen-komponen ini dihubungkan ujung ke ujung sehingga arus listrik hanya memiliki satu jalur untuk mengalir melalui semua komponen. Oleh karena itu, arus yang mengalir pada setiap komponen bernilai sama. Namun, tegangan pada tiap komponen bergantung pada resistansi masing-masing.

Rangkaian paralel adalah konfigurasi komponen listrik yang disusun sejajar seperti tangga. Komponen-komponen ini dihubungkan pada titik yang sama di kedua sisinya, sehingga membentuk cabang-cabang jalur arus listrik. Dalam rangkaian paralel, tegangan pada setiap komponen bernilai sama, sedangkan arus terbagi di setiap cabang sesuai dengan nilai resistansi masing-masing komponen.

Untuk mengukur hambatan listrik, dapat digunakan metode Jembatan Wheatstone. Jembatan Wheatstone adalah rangkaian yang digunakan untuk mengukur nilai resistansi yang tidak diketahui dengan tingkat akurasi tinggi. Metode ini tidak memerlukan voltmeter dan amperemeter, melainkan cukup menggunakan galvanometer untuk mendeteksi apakah ada arus listrik yang mengalir dalam rangkaian, sehingga memungkinkan pengukuran resistansi secara lebih presisi.

2. Tujuan[Kembali]

1.Dapat menjelaskan karakteristik Voltmeter dan Amperemeter dari simbol-simbol alat ukur tersebut.

2.Dapat menentukan posisi pembacaan dan batas ukur yang tepat dari alat ukur saat melakukan pengukuran.

3.Dapat menjelaskan pengaruh Potensiometer dan Tahanan Geser terhadap arus dan yang mengalir pada rangkaian.

4. Dapat memahami prinsip kerja Jembatan Wheatstone.             

                                        

3. Alat dan Bahan[Kembali]

• Alat

    1. Instrument

Multimeter

Ampermeter



Voltmeter



    2. Module


    3. Base Station

    4. Jumper




B. Bahan

Potensiometer

Tahanan Geser



Resistor

4. Dasar Teori[Kembali]

A. Voltmeter dan Amperemeter

1.1 Simbol dan Data dari Alat Ukur
Sebelum menggunakan Amperemeter dan Voltmeter perlu diketahui simbol dan data dari alat ukur tersebut. Jika terjadi kesalahan dalam mengartikan simbol dari alat ukur dapat berakibat fatal. Untuk mengetahui simbol ini maka praktikan dapat melihat, mengamati, serta mengartikan secara langsung simbol- simbol tersebut.
1.2 Pembacaan Alat Ukur
Amperemeter dan Voltmeter menunjukkan besarannya menggunakan jarum penunjuk. Jarum penunjuk biasanya dibuat tajam dan dilengkapi dengan cermin untuk menghindari beda lihat (paralaks). Untuk menghindari kesalahan pembacaan dari alat ukur tersebut, perlu diketahui cara membaca alat ukur yang benar.
1.3 Pembacaan Skala Alat Ukur
Alat ukur dilengkapi dengan skala yang telah dikalibrasi sesuai dengan kebutuhannya. Skala alat ukur ini ada dua jenis, yaitu skala linear dan skala non linear. Pembacaan skala yang tidak benar akan berakibat fatal. Untuk  menghindari hal ini maka perlu diketahui cara pembacaan skala yang benar.

B. Resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :


Cara menghitung nilai resistor 4 gelang


Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :


Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.



Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm



C. Potensiometer

Potensiometer merupakan resistor variabel yang nilai resistansinya dapat diubah dengan cara memutar tuasnya untuk mendapatkan variasi arus. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronik. Salah satu contohnya seperti pengatur volume pada peralatan audio.

       Potensiometer mempunyai 3 terminal, yaitu terminal A, terminal B, dan wiper. Dimana prinsip kerjanya ketika terminal A dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya diputar ke kanan. Ketika terminal B dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya diputar ke kiri. Sedangkan ketika terminal A dan B dihubungkan maka pada potensiometer akan menunjukkan nilai resistansi maksimum. Nilai resistansi  ini akan selalu tetap dan merupakan nilai resistansi total dari potensiometer.




D. Tahanan Geser

Tahanan geser merupakan resistor variabel yang nilai resistansinya dapat diubah dengan cara menggeser tuasnya untuk mendapatkan variasi arus. Tahanan geser biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronika. Salah satu contohnya seperti pada radio.

Tahanan geser mempunyai 3 terminal, yaitu terminal A, terminal B, dan wiper. Dimana prinsip kerjanya ketika terminal A dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya digeser ke kanan. Ketika terminal B dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya digeser ke kiri. Sedangkan ketika terminal A dan B dihubungkan maka  akan menunjukkan nilai resistansi maksimum. Nilai resistansi  ini akan selalu tetap dan merupakan nilai resistansi total dari tahanan geser.

 




E. Jembatan Wheatstone

Rangkaian jembatan wheatstone secara luas telah digunakan dalam beberapa pengukuran nilai suatu komponen seperti resistansi, induktansi, dan kapasitansi.

Karena rangkaian jembatan wheatstone hanya membandingkan antara nilai komponen yang belum diketahui dengan komponen standar yang telah diketahui nilainya, maka akurasi pengukurannya menjadi hal yang sangat penting, terutama pada pembacaan pengukuran perbandingannya yang hanya didasarkan pada sebuah indikator nol pada kesetimbangan jembatan yang terlihat pada galvanometer.

Metode jembatan wheatstone dapat digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemeter, cukup satu galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Prinsip dari rangkaian jembatan wheatstone diperlihatkan pada Gambar 1.3: 

 

Gambar 1.3. Rangkaian Jembatan Wheatstone


Keterangan Gambar:

S          : Saklar penghubung

G         : Galvanometer

V         : Sumber tegangan

Rs       : Resistor variabel

Ra dan Rb : Hambatan yang sudah diketahui nilainya

Rx    : Hambatan yang akan ditentukan nilainya





Komentar

Posting Komentar