Apa itu Jembatan Wheatstone?

Alat yang digunakan untuk pengukuran tahanan minimum dengan bantuan metode perbandingan yang dikenal dengan jembatan Wheatstone. Nilai resistansi yang tidak diketahui ditentukan dengan membandingkannya dengan resistansi yang diketahui.

Jembatan Wheatstone bekerja berdasarkan prinsip defleksi nol, yaitu rasio resistansinya sama dan tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer. Jembatan tersebut sangat andal dan memberikan hasil yang akurat.

Dalam kondisi normal, jembatan tetap dalam kondisi tidak seimbang, yaitu arus yang mengalir melalui galvanometer. Ketika arus nol melewati galvanometer, maka jembatan dikatakan dalam kondisi seimbang. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan resistansi P, Q yang diketahui dan resistansi variabel S.

Cara kerja jembatan mirip dengan potensiometer. Jembatan Wheatstone hanya digunakan untuk menentukan resistansi medium. Untuk mengukur resistansi tinggi, ammeter sensitif digunakan di sirkuit.

Sirkuit dasar jembatan Wheatstone ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Bridge memiliki empat lengan yang terdiri dari dua resistansi yang tidak diketahui, satu resistansi variabel dan satu resistansi tidak diketahui bersama dengan sumber ggl (gaya gerak listrik) dan galvanometer.

Suplai ggl dipasang antara titik a dan b, dan galvanometer dihubungkan antara titik c dan d. Arus yang melalui galvanometer bergantung pada perbedaan potensial yang melintasinya.

Jembatan dalam kondisi seimbang ketika tidak ada arus yang mengalir melalui kumparan atau beda potensial melintasi galvanometer adalah nol. Kondisi ini terjadi jika beda potensial antara a ke b dan a ke d sama, dan beda potensial antara b ke c dan c ke d tetap sama.

Jembatan dalam kondisi seimbang dinyatakan sebagai

Dimana E – ggl baterai.

Dengan mensubstitusi nilai I1 dan 12 dalam persamaan (1) kita dapatkan.

Persamaan (2) menunjukkan kondisi keseimbangan jembatan Wheatstone.

Nilai hambatan yang tidak diketahui ditentukan dengan bantuan persamaan (3). R adalah hambatan yang tidak diketahui, dan S adalah lengan standar jembatan dan P dan Q adalah lengan rasio jembatan.

Berikut ini adalah kesalahan pada jembatan Wheatstone.

1. Perbedaan antara nilai true dan mark dari ketiga resistansi dapat menyebabkan kesalahan dalam pengukuran.
2. Galvanometer kurang sensitif. Dengan demikian, terjadi ketidaktepatan pada titik keseimbangan.
3. Hambatan jembatan berubah karena pemanasan sendiri yang menghasilkan kesalahan.
4. Ggl termal menyebabkan masalah serius dalam pengukuran resistansi bernilai rendah.
5. Kesalahan pribadi terjadi di galvanometer dengan mengambil bacaan atau dengan menemukan titik nol.

Kesalahan yang disebutkan di atas dapat dikurangi dengan menggunakan resistor dan galvanometer kualitas terbaik. Kesalahan karena pemanasan sendiri resistansi dapat diminimalkan dengan mengukur resistansi dalam waktu singkat. Efek termal juga dapat dikurangi dengan menghubungkan sakelar pembalik antara baterai dan bridge.

Jembatan Wheatstone memberikan pembacaan yang tidak akurat jika tidak seimbang. Jembatan Wheatstone mengukur hambatan dari beberapa ohm hingga megohm. Kisaran atas jembatan dapat ditingkatkan dengan bantuan ggl yang diterapkan, dan kisaran bawah dibatasi dengan menghubungkan timah pada tiang pengikat.

Jembatan Wheatstone lebih sensitif jika semua resistansinya sama, atau rasionya adalah satu. Sensitivitasnya menurun bila rasionya kurang dari satu. Pengurangan sensitivitas mengurangi akurasi jembatan.