MODUL 1
Beberapa komponen dasar yang sering digunakan dalam rangkaian listrik adalah potensiometer, tahanan geser (rheostat), dan jembatan Wheatstone. Ketiga komponen ini berkaitan erat dengan pengaturan serta pengukuran nilai hambatan dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik.
Potensiometer merupakan salah satu jenis resistor variabel yang digunakan untuk mengatur nilai tegangan pada suatu rangkaian listrik. Komponen ini memiliki tiga terminal, yaitu dua terminal yang terhubung pada elemen resistif dan satu terminal penyapu (wiper) yang dapat digerakkan. Pergerakan wiper akan mengubah perbandingan hambatan pada elemen resistif sehingga tegangan keluaran dapat diatur sesuai kebutuhan. Potensiometer banyak digunakan dalam perangkat elektronik seperti pengatur volume pada perangkat audio, pengatur kecerahan lampu, serta berbagai sistem kontrol elektronik.
Selain potensiometer, terdapat juga komponen yang disebut tahanan geser atau rheostat. Rheostat merupakan resistor variabel yang biasanya digunakan untuk mengatur besar kecilnya arus listrik dalam rangkaian. Prinsip kerjanya adalah dengan mengubah panjang jalur resistif yang dilalui arus listrik sehingga nilai hambatan dapat berubah. Ketika nilai hambatan meningkat, arus listrik yang mengalir akan berkurang, dan sebaliknya jika hambatan menurun maka arus akan meningkat. Oleh karena itu, rheostat sering digunakan dalam percobaan laboratorium maupun sistem pengaturan arus pada rangkaian listrik .
Selain komponen pengatur hambatan, dalam elektronika juga dikenal rangkaian pengukuran hambatan yang disebut jembatan Wheatstone. Jembatan Wheatstone merupakan rangkaian yang digunakan untuk mengukur nilai hambatan yang tidak diketahui dengan tingkat ketelitian yang tinggi. Rangkaian ini terdiri dari empat buah resistor yang disusun membentuk jembatan. Prinsip kerjanya berdasarkan kondisi keseimbangan rangkaian, yaitu ketika perbandingan dua resistor pada satu sisi sama dengan perbandingan dua resistor pada sisi lainnya, maka tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer. Dengan kondisi tersebut, nilai hambatan yang tidak diketahui dapat dihitung secara akurat menggunakan hubungan perbandingan hambatan.
- Dapat menjelaskan karakteristik Voltmeter dan Amperemeter dari simbol- simbol alat ukur tersebut.
- Dapat menentukan posisi pembacaan dan batas ukur yang tepat dari alat ukur saat melakukan pengukuran.
- Dapat menjelaskan pengaruh Potensiometer dan Tahanan Geser terhadap arus dan yang mengalir pada rangkaian.
- Dapat memahami prinsip kerja Jembatan Wheatstone.
1. Module Potensiometer dan Tahanan Geser
2. Module Jembatan Wheatstone
3. DC Power Supply
4. Multimeter
5. Voltmeter (Model 2011)
6. Amperemeter (Model 2011)
7. Resistor
8. Jumper
1. 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.
1.4 Kesalahan-Kesalahan dalam Pengukuran
Kesalahan yang biasa dilakukan oleh praktikan selain yang telah dibahas sebelumnya adalah kesalahan dalam pemilihan alat ukur. Suatu alat ukur selalu dilengkapi dengan data sensitivitasnya. Pemilihan alat ukur yang memiliki sensitivitas yang berbeda untuk mengukur suatu besaran akan mengakibatkan kesalahan hasil yang didapat.
2. Resistor Variabel
2.1 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.
Gambar 1.1. Potensiometer
2.2 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.
Gambar 1.2. Tahanan Geser
3. Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone adalah sebuah istilah untuk jembatan khusus dalam rangkaian elektronik, ini memiliki kegunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan ukuran listrik yang nilainya relatif kecil sekaliRangkaian 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
Saat saklar S ditutup, maka arus akan melewati rangkaian. Jika jarum galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya, menandakan antara titik C dan D ada beda potensial. Dengan mengatur besarnya nilai Ra, Rb, dan Rs maka galvanometer tidak teraliri arus, artinya tidak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan demikian akan berlaku persamaan:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar