Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan apa itu jembatan wheatstone
dan fungsinya!
Jembatan Wheatstone
adalah sebuah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur resistansi
(hambatan) yang tidak diketahui dengan akurat. Rangkaian ini ditemukan oleh
Samuel Hunter Christie pada tahun 1833 dan kemudian dipopulerkan oleh Sir
Charles Wheatstone pada tahun 1843.
Komponen Jembatan Wheatstone:
1. Empat resistor (
): Dua di antaranya
biasanya diketahui nilainya, satu resistor variabel, dan satu resistor yang
tidak diketahui.
2. Sumber tegangan (baterai atau power supply):
Menyediakan tegangan untuk rangkaian.
3. Galvanometer: Alat yang digunakan untuk mendeteksi
arus listrik yang mengalir melalui rangkaian. Galvanometer ditempatkan di
antara dua titik potensial untuk mengukur keseimbangan.
Prinsip Kerja:
Jembatan Wheatstone
bekerja berdasarkan prinsip keseimbangan (balance). Ketika perbandingan
resistansi pada dua cabang rangkaian sama, tidak ada arus yang mengalir melalui
galvanometer. Kondisi ini disebut kondisi seimbang (balanced condition).
Rumus keseimbangan Jembatan Wheatstone adalah:
Jika tiga resistor diketahui, resistansi keempat (yang
tidak diketahui) dapat dihitung.
Fungsi Jembatan Wheatstone:
1. Mengukur resistansi yang tidak diketahui: Jembatan
Wheatstone digunakan untuk mengukur resistansi dengan akurasi tinggi, terutama
untuk resistansi yang nilainya kecil.
2. Aplikasi dalam sensor: Jembatan Wheatstone sering
digunakan dalam sensor seperti strain gauge (untuk mengukur tekanan atau
regangan) dan termistor (untuk mengukur suhu).
3. Kalibrasi alat ukur: Digunakan untuk mengkalibrasi
alat ukur resistansi atau menguji komponen elektronik.
2. Jelaskan pengertian potensiometer dan
tahanan geser!
Potensiometer
Potensiometer adalah
komponen elektronika yang berfungsi sebagai resistor variabel atau pengatur
tegangan. Komponen ini memiliki tiga terminal, yaitu dua terminal tetap
(ujung-ujung resistor) dan satu terminal yang dapat digerakkan (wiper). Dengan
menggeser atau memutar wiper, nilai resistansi antara terminal wiper dan
terminal tetap dapat diubah.
Tahanan Geser
Tahanan geser adalah
jenis potensiometer yang dirancang khusus untuk aplikasi yang memerlukan perubahan
resistansi secara linier dengan pergerakan mekanis. Komponen ini
terdiri dari sebuah resistor linier dan sebuah slider (penghantar geser) yang
dapat digerakkan sepanjang resistor.
3. Jelaskan persamaan dan perbedaan
potensiometer dan tahanan geser!
Persamaan Potensiometer dan Tahanan Geser
- Kedua
komponen merupakan resistor variabel: Baik
potensiometer maupun tahanan geser memungkinkan pengubahan nilai
resistansi secara manual atau mekanis.
- Prinsip
kerja yang mirip: Keduanya bekerja dengan menggeser
atau memutar sebuah kontak (wiper atau slider) yang mengubah resistansi
antara terminal tertentu.
- Digunakan
untuk mengatur tegangan atau arus: Keduanya dapat
digunakan sebagai pembagi tegangan atau untuk mengontrol besaran listrik.
- Memiliki
tiga terminal: Kedua komponen memiliki dua
terminal tetap (ujung resistor) dan satu terminal yang dapat digerakkan
(wiper atau slider).
Perbedaan Potensiometer dan Tahanan Geser
|
Aspek |
Potensiometer |
Tahanan Geser |
|
Bentuk dan Desain |
- Biasanya berbentuk bulat (rotary) atau slider. |
- Berbentuk linier dengan slider yang digerakkan
sepanjang resistor. |
|
Aplikasi Utama |
- Pengaturan volume pada perangkat audio. |
- Pengukuran posisi atau perpindahan mekanis. |
|
Jenis Resistansi |
- Bisa linier (perubahan resistansi sebanding dengan
pergerakan) atau logaritmik (perubahan resistansi mengikuti kurva
logaritmik). |
- Biasanya linier, karena dirancang untuk aplikasi
yang memerlukan perubahan resistansi sebanding dengan pergeseran mekanis. |
|
Konstruksi |
- Terdiri dari elemen resistif melingkar (pada
potensiometer rotary) atau lurus (pada potensiometer slider). |
- Hanya terdiri dari elemen resistif lurus dengan
slider yang bergerak sepanjang resistor. |
|
Penggunaan Umum |
- Lebih umum digunakan dalam perangkat elektronik
sehari-hari seperti pengatur volume, kecerahan, atau tuning. |
- Lebih sering digunakan dalam aplikasi industri
atau mekanis, seperti sensor posisi atau pengukuran linier. |
4. Jelaskan prinsip kerja potensiometer
dan tahanan geser!
Prinsip Kerja Potensiometer
Potensiometer adalah
komponen elektronika yang berfungsi sebagai resistor variabel dengan
tiga terminal: dua terminal tetap (ujung resistor) dan satu terminal yang dapat
digerakkan (wiper). Prinsip kerjanya didasarkan pada pembagian tegangan dan
perubahan resistansi.
Cara Kerja Potensiometer:
- Struktur
Potensiometer:
-Potensiometer terdiri
dari elemen resistif (biasanya berbahan karbon, logam, atau plastik konduktif)
yang dapat berbentuk melingkar (rotary) atau lurus (slider).
-Wiper (kontak geser)
dapat digerakkan secara manual atau mekanis sepanjang elemen resistif.
- Pembagian
Tegangan:
-Tegangan input diberikan
pada dua terminal tetap.
-Wiper yang digerakkan
akan membagi elemen resistif menjadi dua bagian, yaitu 
(antara terminal input dan wiper) dan 
(antara wiper dan terminal ground).
-Tegangan output diambil
dari terminal wiper, yang nilainya bergantung pada posisi wiper.
- Rumus
Pembagian Tegangan:
-Jika wiper berada di
tengah, 
, maka 
.
-Jika wiper digerakkan,
nilai dan berubah, sehingga tegangan output juga
berubah.
Prinsip Kerja Tahanan Geser
Tahanan geser adalah
jenis potensiometer yang dirancang khusus untuk aplikasi linier. Prinsip
kerjanya mirip dengan potensiometer, tetapi bentuk dan aplikasinya lebih
spesifik.
Cara Kerja Tahanan Geser:
- Struktur
Tahanan Geser:
-Tahanan geser terdiri
dari elemen resistif linier (biasanya berbentuk lurus) dan sebuah slider
(penghantar geser) yang dapat digerakkan sepanjang elemen resistif.
-Elemen resistif memiliki
resistansi total yang tetap, tetapi resistansi antara slider dan ujung resistor
dapat diubah.
- Perubahan
Resistansi:
-Saat slider digerakkan,
resistansi antara slider dan salah satu terminal tetap berubah secara linier.
-Jika slider berada di
ujung A, resistansi antara slider dan ujung A adalah 0, dan resistansi antara
slider dan ujung B adalah maksimum.
-Jika slider berada di
tengah, resistansi antara slider dan kedua ujung adalah setengah dari
resistansi total.
- Pembagian
Tegangan:
-Seperti potensiometer,
tahanan geser juga dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.
-Tegangan output diambil
dari terminal slider, yang nilainya bergantung pada posisi slider.
5. Jelaskan pengaruh tahanan geser
terhadap arus dan tegangan pada rangkaian berdasarkan hukum yang mendasari!
1. Berdasarkan Hukum Ohm
Hukum Ohm menyatakan bahwa:
di mana:
= Tegangan (volt)
= Arus (ampere)
= Resistansi (ohm)
Pengaruh Tahanan Geser terhadap Arus:
-Jika tahanan geser
diatur ke nilai resistansi yang lebih besar ( meningkat), arus () dalam rangkaian akan
menurun, sesuai dengan Hukum Ohm (
).
-Sebaliknya, jika tahanan
geser diatur ke nilai resistansi yang lebih kecil ( menurun), arus () dalam rangkaian akan
meningkat.
Pengaruh Tahanan Geser terhadap Tegangan:
-Jika tahanan geser
digunakan sebagai pembagi tegangan, perubahan resistansi akan memengaruhi
tegangan output (
) yang diambil dari
slider.
-Tegangan output () bergantung pada posisi
slider dan nilai resistansi antara slider dan terminal tetap.
2. Berdasarkan Hukum Pembagian Tegangan
Hukum Pembagian Tegangan menyatakan bahwa tegangan
output ( ) pada suatu titik dalam rangkaian seri dapat
dihitung dengan rumus:
di mana:
= Tegangan input,
= Resistansi
antara terminal input dan slider,
= Resistansi
antara slider dan terminal ground.
Pengaruh Tahanan Geser terhadap Tegangan
Output:
-Jika slider digerakkan
mendekati terminal input ( mengecil dan membesar),
tegangan output () akan meningkat.
-Jika slider digerakkan
mendekati terminal ground ( membesar dan mengecil), tegangan
output () akan menurun.
-Jika slider berada di
tengah (
), tegangan output akan
setengah dari tegangan input (
).
Download File (disini)
Komentar
Posting Komentar