Jembatan Kelvin atau jembatan Thompson digunakan untuk mengukur resistansi yang tidak diketahui memiliki nilai kurang dari 1Ω. Ini adalah bentuk modifikasi dari Jembatan Wheatstone.
Apa Kebutuhan Jembatan Kelvin?
Jembatan Wheatstone digunakan untuk mengukur resistansi dari beberapa ohm hingga beberapa kilo-ohm. Tetapi kesalahan terjadi pada hasil ketika digunakan untuk mengukur resistansi rendah. Inilah alasan mengapa jembatan Wheatstone dimodifikasi, dan jembatan Kelvin diperoleh. Jembatan Kelvin cocok untuk mengukur resistansi rendah.
Modifikasi Jembatan Wheatstone
Di Jembatan Wheatstone, saat mengukur resistansi bernilai rendah, resistansi timbal dan kontaknya meningkatkan resistansi dari total nilai terukurnya. Ini dapat dengan mudah dipahami dengan bantuan diagram sirkuit.
r adalah resistansi kontak yang menghubungkan resistansi yang tidak diketahui R ke resistansi standar S. ‘m’ dan ‘n’ menunjukkan jarak antara galvanometer yang terhubung untuk mendapatkan titik nol.
Ketika galvanometer terhubung ke titik ‘m’, resistansi timbal r ditambahkan ke resistansi standar S. Dengan demikian indikasi yang sangat rendah diperoleh untuk resistansi R yang tidak diketahui. Dan jika galvanometer terhubung ke titik n maka r menambah R , dan karenanya diperoleh nilai resistansi yang tidak diketahui yang tinggi. Jadi, pada titik n dan m diperoleh nilai resistansi yang tidak diketahui sangat tinggi atau sangat rendah.
Jadi, alih-alih menghubungkan galvanometer dari titik, m dan n, kami memilih titik perantara apa pun, katakanlah d di mana hambatan timah r dibagi menjadi dua bagian yang sama, yaitu, r1 dan r2
Kehadiran r1 tidak menyebabkan kesalahan dalam pengukuran resistansi yang tidak diketahui.
Dari persamaan (1), kita dapatkan
Persamaan di atas menunjukkan bahwa jika galvanometer terhubung pada titik d maka hambatan timbal tidak akan mempengaruhi hasilnya.
Proses yang disebutkan di atas praktis tidak mungkin untuk diterapkan. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, resistansi sebenarnya dari rasio yang tepat menghubungkan antara titik m dan n dan galvanometer terhubung di persimpangan resistor.
Sirkuit Jembatan Ganda Kelvin
Rasio lengan p dan q digunakan untuk menghubungkan galvanometer di tempat yang tepat antara titik j dan k. j dan k mengurangi efek penghubung. P dan Q adalah rasio lengan pertama dan p dan q adalah rasio lengan kedua.
Galvanometer dihubungkan antara lengan p dan q pada titik d. Titik d ditempatkan di pusat resistansi r antara titik m dan n untuk menghilangkan efek resistansi kabel penghubung yang ditempatkan di antara resistansi R yang tidak diketahui dan resistansi standar S.
Rasio p/q dibuat sama dengan P/Q. Dalam kondisi seimbang arus nol mengalir melalui galvanometer. Beda potensial antara titik a dan b sama dengan jatuh tegangan antara titik Eamd.
Sekarang,
Untuk defleksi galvanometer nol,
Seperti yang kita ketahui, P/Q = p/q maka persamaan di atas menjadi
Persamaan di atas adalah persamaan kerja jembatan Kelvin. Persamaan tersebut menunjukkan bahwa hasil yang diperoleh dari jembatan rangkap Kelvin bebas dari pengaruh hambatan kabel penghubung.
Untuk mendapatkan hasil yang sesuai, sangat penting bahwa rasio lengan mereka sama. Rasio lengan yang tidak sama menyebabkan kesalahan dalam hasil. Juga, nilai resistansi r harus dijaga agar tetap minimum untuk mendapatkan hasil yang tepat.
ggl termo-listrik terinduksi di jembatan selama pembacaan. Efek ini dapat dikurangi dengan mengukur resistansi dengan koneksi baterai terbalik. Nilai sebenarnya dari resistansi diperoleh dengan mengambil cara dari keduanya.
Keterbatasan Jembatan Kelvin
- Galvanometer sensitif digunakan untuk mendeteksi kondisi keseimbangan.
- Arus pengukuran yang tinggi diperlukan untuk memperoleh sensitivitas yang baik.
Saat ini jembatan kelvin digantikan oleh Ohmmeter Jembatan Kelvin.
