LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II PERCOBAAN 06 JEMBAT JEMB ATAN AN WHEAT WHE ATSTONE STONE
Oleh ALMIRA ULIMAZ J1C106049
PROGRAM STUDI BIOLOGI FAKULT FAKULTAS MATEMATIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN PENGETAHUAN ALAM UNIERSITAS UNIERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARBARU !00"
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II
Nama
: Almira Ulimaz
NIM
: J1C106049
Kelompok
: III (tiga)
Judul raktikum
: Jem!ata" #$eat%to"e
&a"ggal raktikum
: 1' April 00
*akulta%
: MIA
rodi
: +iologi
A%i%te"
: M, -auka"i
NILAI
+a".ar!aru/ 1' April 00
( M, -auka"i ) NIM,J11001'
BAB I PENDAHULUAN
1#1# LATAR BELAKANG
-e.ak ditemuka""2a li%trik ole$ &$oma% Al3a di%o" !e!erapa ratu% ta$u" lalu/ !a"2ak %ekali pe"erapa" dalam ke$idupa" %e$ari5$ari 2a"g dapat kita temuka" terutama %aat i"i ketika ilmu pe"geta$ua" da" tek"ologi tela$ !erkem!a"g pe%at, Kema.ua" zama" %erta diduku"g ole$ ti"ggi"2a da2a pikir ma"u%ia %aat i"i mem!uat !a"2ak %ekali pe"emua" di !ida"g li%trik 2a"g dapat mem!uat ke$idupa" ma"u%ia %e.a$tera atau %etidak5tidak"2a $al itu dapat memuda$ka" ma"u%ia dalam melakuka" %uatu aktiita% atau kegiata", -ala$ %atu !agia" dari ra"gkaia" li%trik 2a"g aka" di!a$a% pada per7o!aa" kali i"i adala$ te"ta"g ra"gkaia" .em!ata" #$eat%to"e, -i%tem ra"gkaia" 2a"g dipakai u"tuk me"gukur ta$a"a" 2a"g tidak diketa$ui iala$ de"ga" me"ggu"aka" apa 2a"g di"amaka" 8ra"gkaia" .em!ata" $eat%to"e, ;a"gkaia" .em!ata" $eat%to"e/ !a"2ak digu"aka" u"tuk me"gukur da2a $am!at de"ga" 7epat da" merupaka" %ala$ %atu alat 2a"g digu"aka" dalam me"e"tuka" ra"gkaia" aru% %eara$, Jem!ata" #$eat%to"e 2a"g dapat di!aa5!aa (porta!le) 2aitu gala"ometer,
1#!# TUJUAN PERCOBAAN
&u.ua" dari per7o!aa" i"i adala$ mempela.ari ra"gkaia" .em!ata" $eat%to"e %e!agai pe"gukur $am!ata"/ me"gukur !e%ar $am!ata" da" mem!uktika" $ukum $u!u"ga" %eri da" paralel da" me"e"tuka" koe3e%ie" $am!ata" .e"i%,
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
era"a" -ir C$arle% #$eat%to"e 2a"g le!i$ dike"al de"ga" $a%il temua" 8Jem!ata" #$eat%to"e5"2a tidak dapat dia!aika" dalam perkem!a"ga" alat pe"%i"te%a u7apa" ma"u%ia, #$eat%to"e tum!u$ %am!il mem!a"tu !i%"i% pe".uala" pera"gkat mu%ik keluarga"2a di =o"do", &a$u" 1>1/ pada u%ia %em!ila" !ela% ta$u" ia me"demo"%tra%ika" alat 7iptaa""2a 2a"g dapat me"ggetarka" !ata"g logam 2a"g diek%ita%i ole$ %uatu %um!er 2a"g i!ra%i"2a diram!atka" melalui ko"duktor 2a"g padat, ada ta$u" 1>'/ #$eat%to"e me"demo"%tra%ika" 7iptaa""2a kepada u!li" A%%o7iatio",
Pengukuran
tahanan
dapat
diklasifkasikan
berdasarkan
besarnya tahanan yang akan diukur. Klasifkasi besar tahanan adalah sebagai berikut: 1. Tahanan kecil, yaitu tahanan yang bernilai lebih kecil dari 1 ohm. 2. Tahanan sedang, yaitu tahanan yang bernilai antara 1 sampai 100.000 ohm. 3. Tahanan besar, yaitu tahanan yang bernilai lebih besar dari 100.000 ohm
Pada modul percobaan ini akan dilakukan pengukuran tahanan sedang dan tahanan kecil.
ambar 2.1 memperlihatkan rangkaian !embatan "heatstone untuk pengukuran tahanan sedang. # adalah tahanan yang dicari, $ tahanan %ariable yang dapat diketahui harganya, sedangkan a dan b
adalah tahanan
pembanding.
&'
adalah
alat
ukur
mikro
amperemeter atau gal%anometer yang (ungsinya untuk mengukur keseimbangan tahanan lengan pembanding a)b dan tahanan lengan terukur #)$. * adalah sumber tegangan. +ntuk harga a dan b yang ditentukan, harga $ dapat diaturatur sampai mikro amperemeter menun!ukan harga nol pada saat saklar -1 dan -2 ditutup. Pada keadaan seimbang, dapat diperoleh hubungan:
Pada prakteknya cukup sulit memperoleh arus &' yang harga nol. leh karena itu diperlukan teknik eksplorasi. /isalkan untuk harga a dan b tertentu, harga $ yang benar adalah $0. harga $0 ini tidak dapat kita peroleh dengan mengatur $. dari data pengukuran yang diperoleh adalah $1 yang lebih besar dari $ 0 dan $2 yang !uga lebih besar dari $0, dimana $2 $1. ika pada $1 mikro ampermeter menun!ukan arus '1 dan pada harga $2 diperoleh arus '2, maka harga $ yang sebenarnya adalah:
A$l%&'(% )'*% $e+,-&-*'+ .'h'+'+ (e)'+,
-alah satu aplikasi dari pengukuran tahanan sedang adalah untuk menentukan lokasi gangguan hubungsingkat pada kabel baah tanah. angguan yang dimaksud adalah ter!adinya hubungsingkat kaat phasa ke tanah dan gangguan antar kaat phasa. A#
L/&'(% h--+, (%+,&'. &''. $h'(' &e .'+'h
Kita menganggap
konduktor kabel homogen
pada
seluruh pan!ang kabel, . kesalahan ter!adi pada saluran ''4 yang terhubung ke tanah di 5 dengan tahanan kontak ke tanah sebesar P. -aluransaluran yang lain dalam keadaan baik. Kita ambil salah satu saluran 664 dan salah satu u!ung kabel kita hubungsingkat dengan menggunakan penghubung yang
tahanannya
dapat
diabaikan
terhadap
tahanan
konduktor kabel, yaitu tahanan total ''4646 sebesar -. pan!ang '5 adalah #. $angkaian pengukurannya dapat dilihat
di ambar 2.2. 7engan mengatur a dan b kita cari titik keseimbangan. 7alam keadaan seimbang berlaku:
Karena konduktor homogen, maka:
Persamaannya men!adi,
B#
L/&'(% h--+, (%+,&'. '+.'* &''. $h'('
/isalkan pada table ter!adi hubung singkat pada 5, antara konduktor ''4 dan 664. arak '5 8 #, dibuat rangkaian !embatan seperti di gambar 2.3. 7engan mengatur a dan b, dicari titik keseimbangan dan kita peroleh:
9alhal yang men!adi sumber kesalahan pada pengukuran ini adalah tahanan pada elektroda penahanan tidak selalu dapat diabaikan. Tahanan ini dapat masuk dalam lengan !embatan dan terhubung seri dengan tahanan konduktor 5'4.
Pe+,-&-*'+ .'h'+'+ &e2%l
Prinsip
!embatan
Thomson
hampir
sama
dengan
!embatan
"heatstone. $angkaian !embatan Thomson adalah sebagai berikut:
7ari gambar terlihat terdapat dua ratio perbandingan tahanan;, yaitu /, < dan P, = yang akan diatur untuk mendapatkan keseimbangan
yang
dideteksi
oleh
micro
ampermeter
atau
gal%anometer. $atio P)= untuk mengeliminasi kesalahan kontak antara r dengan # dan $. # tahanan yang diukur dan $ tahanan standar. Pada keadaan seimbang gal%anometer menun!uk angka nol berarti dalam keadaan seimbang, >ad 8 >aec, maka:
ika,
-ehingga men!adi,
*(ek r tidak akan berpengaruh selama harga kedua rasio /)< 8 P)=. 6ila harga kedua rasio tidak sama, persamaan ?; dapat dipakai, tapi dengan mengusahakan harga r sekecil mungkin.
;a"gkaia" .em!ata" $eat%to" merupaka" ra"gkaia" 2a"g !a"2ak digu"aka" u"tuk me"gukur da2a $am!at de"ga" 7epat da" merupaka" %ala$ %atu alat 2a"g digu"aka" dalam me"e"tuka" ra"gkaia" aru% %eara$, Alat i"i di7iptaka" ole$ %ar.a"a !a"g%a i"ggri% C$arle% #$eat%to" dalam ta$u" 1>4', Ada .em!ata" #$eat%to" 2a"g dapat di!aa5!aa (porta!le) 2aitu gala"ometer, 6),
;a"gkaia" .em!ata" $eat%to"e .uga !er$u!u"ga" de"ga" Bukum kir7$o33 13 .umla$ aru% me"u.u %uatu titik 7a!a"g me"i"ggalka""2a, - Ii" Iout,
%ama de"ga" .umla$ aru% 2a"g
Bukum kir7$o33 II : dalam ra"gkaia" tertutup/
.umla$ al.a!ar <<= (e) da" .umla$ pe"uru"a" pote"%ial %ama de"ga" "ol,digu"aka" u"tuk me"gukur "ilai %uatu $am!ata" de"ga" 7ara me"gu%a$aka" aru% 2a"g me"galir pada gala"ometer "ol (kare"a pote"%ial di u.u"g5u.u"g gala"ometer %ama !e%ar), Jadi !erlaku rumu% perkalia" %ila"g $am!ata" :; 1 ; ' ; ;D Alat ukur terdiri dari olmeter
digu"aka"
u"tuk
me"gukur
"ilai
%uatu
$am!ata"
de"ga"
7ara
me"gu%a$aka" aru% 2a"g me"galir pada gala"ometer "ol (kare"a pote"%ial di u.u"g5u.u"g gala"ometer %ama !e%ar), Jadi !erlaku rumu% perkalia" %ila"g $am!ata" :; 1 ; ' ; ;D u"tuk memper!e%ar !ata% ukur ampermeter dapat digu"aka" $am!ata" -$u"t (;%) 2a"g dipa%a"g %e.a.arEparalel pada %uatu ra"gkaia", (A"o"im/ 19>6), e"ggu"aa" .em!ata" $eat%to"e ;% rd 1E("51) " pem!e%ara" pe"gukura" u"tuk memper!e%ar !ata% ukur
dapat digu"aka" $am!ata" multiplier (;5) 2a"g
dipa%a"g %eri pada %uatu ra"gkaia", alam $al i"i ;, $aru% dipa%a"g di depa" oltmeter
dipa"da"g
dari
data"g"2a
aru%
li%trik,;m("51)rd
"pem!e%ara"
pe"gukura", &ega"ga" .epit adala$ !eda pote"%ial a"tara kutu!5kutu! %um!er atau a"taraduatitik2a"gdiukur, +ila !aterai me"galirka" aru% maka tega"ga" .epit"2a adala$: ?a! e 5 I rd,
+ila !atere me"erima aru% maka tega"ga" .epit"2a adala$:
?a! e F I rd, +ila !atere tidak me"galirka" atau tidak me"erima aru% maka tega"ga" .epit"2a adala$ ?a! e dalam me"2ele%aia" %oal ra"gkaia" li%trik/ perlu diper$atika" adala$: 1, Bam!ata" ; 2a"g dialiri aru% li%trik, Bam!ata" ; dia!aika" .ika tidak dilalui aru% li%trik, , Bam!ata" ; umum"2a tetap/ %e$i"gga le!i$ 7epat me"ggu"aka" rumu% 2a"g !er$u!u"ga" de"ga" $am!ata" ; ter%e!ut, ', ;umu% 2a"g %eri"g digu"aka": $ukum G$m/ $ukum Kir7$o33/ %i3at ra"gkaia"/ e"ergi da" da2a li%trik, (A"o"im/ 19>6)
U"tuk ra"gkaia" %eperti pada gam!ar/ !ila %aklar -1 da" - ditutup maka pe"u".ukka" .arum oltmeter Kare"a %aklar -1 da" - ditutup maka ; 1
,
; / da" ; 3
dilalui aru% li%trik/ %e$i"gga : 1
1 F 1
;p
;
; '
;p ; ; ' # ; 2 F ; 1 ? I ; I (; 1 F ; p) I 4E('F) 4,> A ?oltmeter me"gukur tega"ga" di ; 2 di ; 3, da" di ga!u"gka" ; 2 EE ; 3, .adi: ; I ; I' ;' I ;p
? I ;p 0/> ? (A"o"im/ 19>6),
ada ka%u% terte"tu pe"2eder$a"aa" ra"gkaia" tidak dapat dilakuka" la"g%u"g de"ga" 7ara %eri H paralel, -ala$ %atu ka%u% ter%e!ut adala$ ra"gkaia" .em!ata" #$eat%to"e, -uatu ra"gkaia" 2a"g mu"gki" !erupa ra"gkaia" .em!ata" #$eat%to"e ditu".uka" pada gam!ar 1,
-2arat %upa2a ra"gkaia" i"i merupaka" ra"gkaia"
#$eat%to"e adala$ $a%il kali dua re%i%tor 2a"g %ali"g !er$adapa" %ama !e%ar"2a, ;e%i%tor ; 1 !er$adapa" de"ga" re%i%tor ; 4 da" re%i%tor ; !er$adapa" de"ga" re%i%tor ; ', Jadi %2arat ra"gkaia" .em!ata" #$eat%to"e adala$ : ; 1 × ; 4 ; × ; '
(1,1)
Jika %2arat .em!ata" #$eat%to"e (per%amaa" 1,1) dipe"u$i/ maka 7a!a"g di ma"a terdapat re%i%tor ; tidak dilalui aru% li%trik, Gle$ kare"a itu/ re%i%tor ; pada 7a!a"g dapat ditiadaka"/ %e$i"gga !e"tuk ra"gkaia" me".adi %eperti pada gam!ar diata%, Bam!ata" li%trik ko"duktor !erga"tu"g pada !a$a"/ pa".a"g/ lua% pe"umpa"g/ da" %u$u ko"duktor,
U"tuk %u$u 2a"g di.aga ko"%ta"/ $am!ata" li%trik %e!ua$
ko"duktor adala$ %e!a"di"g de"ga" pa".a"g =/ !er!a"di"g ter!alik de"ga" lua% pe"ampa"g A/ da" !erga"tu"g pada !a$a" ko"duktor/ 2a"g di%e!ut $am!at .e"i% (re%i%tiita%) ρ , -e7ara matemati% $am!ata" li%trik di"2ataka" de"ga" per%amaa": ; ρ (=EA)
(1,)
de"ga" ; $am!ata" ( Ω ) / ρ $am!ata" .e"i% ( Ω m)/ = pa".a"g ko"duktor (m) da" A lua% pe"ampa"g (m)/ %eperti pada gam!ar di !aa$ i"i : (Mart$e" , 1999)
-e7ara pe"dekata" 2a"g !erlaku 7ukup !aik u"tuk ke!a"2aka" aplika%i/
$u!u"ga" a"tara $am!ata" .e"i% da" %u$u dapat di"2ataka" de"ga" per%amaa" : ρ − ρ0
ρ0 α (T
– T 0)
atau
∆ρ ρ0 α ∆ T
di ma"a
∆ρ
ρ − ρ0
(1,') (1,4) da"
∆ T = (T – T 0 )
de"ga" &0 adala$ %u$u a7ua" (!ia%a ditetapka" %u$u rua"g 0oC) da"
adala$
ρ0
$am!ata" .e"i% pada %u$u a7ua" ter%e!ut/ %eda"g ρ adala$ $a"!ata" .e"i% pada %u$u &,
kare"a pada per%amaa" (1,') %u$u di"2ataka" dalam !eda %u$u/ maka tidak
me".adi ma%ala$ apaka$ kita me"ggu"aka" %atua" 7el7iu% atau Keli", +e%ara" α dalam per%amaa" (1,') di%e!ut koe3e%ie" %u$u $am!ata" .e"i%/ di"2ataka" dalam K 5 1 atau oC51/ mi%al"2a koe3e%ie" %u$u $am!ata" .e"i% u"tuk tem!aga adala$ 4/' × 105' K 51,
Kare"a $am!ata" li%trik ; %e!a"di"g de"ga" $am!ata" .e"i% ρ / maka rumu%
2a"g mirip %eperti per%amaa" (1, da" 1,6) .uga !erlaku u"tuk $am!ata" li%trik R – R0 R0 α (T – T 0)
(1,)
R0 α ∆ T
Atau
R
ima"a
∆ R R – R0
(1,6) da"
∆ T = (T – T 0 )
de"ga" R0 adala$ $am!ata" li%trik pada %u$u a7ua" T 0 (umum"2a 0oC)/ da" R adala$ $am!ata" li%trik pada %u$u T. -e7ara umum $u!u"ga" a"tara $am!ata" li%trik ko"duktor pad %u$u T 1 da" T 2 dirumu%ka" ole$ : R
(
R
1
=
1+
α T
− T 0
1+
α(T
− T ) 0
(
1
(Ballida2/ 19>)
Pe+,-&-*'+ H'5'.'+ L%(.*%& )e+,'+ Je5'.'+ Whe'.(./+e#
ada ra"gkaia" .em!ata" #$eat%to"e 2a"g %eim!a"g (
+e"tuk prakti% .em!ata" #$eat%to"e adala$ %eperti gam!ar diata%, AC adala$ kaat pe"g$a"tar/ da" .em!ata" di!uat %eim!a"g (.arum < me"u".uk a"gka "ol) de"ga" 7ara me"ge%er H ge%er ko"tak < %epa".a"g kaat AC, Kare"a $am!ata" %e!a"di"g de"ga" pa".a"g kaat/ maka pada keadaa" .em!ata" %eim!a"g !erlaku = ; =1
e"ga" ; adala$ $am!ata" %ta"dar 2a"g !e%ar"2a diketa$ui da" adala$ $am!ata" li%trik 2a"g diukur (Art$ur/ 19>) Re(%(./* )%(-(-+ (e*% )'+ $'*'lel#
alam %u%u"a" %eri/ kuat aru% 2a"g melalui %etiap re%i%tor ($am!ata" li%trik) adala$ %ama de"ga" kuat aru% 2a"g melalui re%i%tor pe"gga"ti"2a (I1 I I ' Iek )/ li$at gam!ar
!eda pote"%ial (tega"ga" ) tiap re%i%tor dapat di$itu"g de"ga" $ukum
o$m ? ;I/ %e$i"gga : " 1
= R1 ! 1
" (
= R( ! (
" '
= R' ! '
da"
" ek
= Rek ! ek
-u%u"a" %eri .uga !erlaku %e!agai pembagi tegangan ("#ltage di$ider)% 2aitu tega"ga" pada tiap5tiap re%i%tor %e!a"di"g de"ga" $am!ata" li%trik"2a, " 1 : " ( : " '
= R1 : R( :
R'
(1,11)
¨ah tegangan " 1
+ " ( + " ' = " ek
(1,1)
¨ah perbandingan R1 + R( + R' = Rek
(1,1')
-e$i"gga " 1 =
R1 Rek
" ek
" ( =
R( Rek
" ek
" ' =
R' Rek
" ek
(1,14)
%akelar di$u!u"gka" ke %4e!ua$ %um!er 2a"g tega"ga" .epit"2a ? ko"%ta", &ermi"al5termi"al !aa$ %ali"g di$u!u"gka" de"ga" kaat 2a"g da2a$am!at"2a "ol, Kapa%itor mula5mula tidak !ermuata" (-ear%/ 19>6),
BAB III METODE PRAKTIKUM
#1# ALAT DAN BAHAN
1, Multimeter merupaka" alat 2a"g digu"aka" %e!agai pe"gukur tega"ga"/ $am!ata" da" aru% pada ra"gkaia" li%trik , oer -uppl2 u"tuk %um!er tega"ga" ', &C %e!agai %ala$ %atu kompo"e" (re%i%tor) 2a"g dapat diatur reakta"%i"2a, 4, ;e%i%tor adala$ alat 2a"g digu"aka" %e!agai pe"g$am!at dalam %uatu ra"gkaia", , ote"%iometer !er3u"g%i u"tuk u"tuk me"gukur ggl %uatu %um!er ta"pa me"gam!il aru% dari %um!er itu 6, &ermometer !er3u"g%i u"tuk me"gukur %u$u , 1 %et ka!el pe"g$u!u"g !er3u"g%i u"tuk me"g$u!u"gka" ra"gkaia"
#!# PROSEDUR PERCOBAAN
1, =akuka" kali!ra%i ter$adap %e"%or &C de"ga" me"gukur $am!ata" &C da" %u$u rua"g $i"gga %u$u >0 C,( Ula"gi %e!a"2ak ' kali), , -u%u" ra"gkaia" %eperti pada gam!ar di!aa$ i"i: (!e%ar"2a ;1/ ; da" ;' ta"2aka" a%i%te"/ ; 4 &C/ ?CC > ?olt) ', Atur ;1 %e$i"gga ?A?+, 4, a"a%i &C da" 7atat tega"ga" a"tara titik A da" + (?A5?+) da" %u$u ' C $i"gga >0 C tiap ke"aika" C, (Ula"gi %e!a"2ak ' kali),
DAFTAR PUSTAKA
A"o"im, 19>6, Jembatan Wheatstone, Bttp:EE,google,7omE%ear7$L$le"Og.'m!4tP"L$eatQt0",$tml iak%e% &a"ggal 11 April 00
+ei%er/ Art$ur , 19>/ '#nsep isika #dern , Jakarta : rla"gga , Ballida2 / ; , 19> / isika / Jakarta : rla"gga , Ka"gi"a"/ Mart$e" , 1999/ isika untuk *ni$ersitas 2 , Jakarta : &, 6, isika untuk *ni$ersitas 2 +istrik. egnet , &rimitra Ma"diri: Jakarta ,