FISIKA TEKNIKPENERAPAN ALAT DENGAN HUKUM KIRCHOFF

DISUSUN OLEH :

Nama: Gani Halim BaskaraNIM: (141041023)Mata Kuliah: Fisika Teknik

TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA20141

Gustaf Robert Kirchoff adalah seorang fisikawan jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh benda-benda yang dipanaskan. Dalam kelistrikan, sumbangan utamanya adalah dua hukum dasar rangkaian, yang kita kenal sekarang dengan Hukum I dan Hukum II Kirchoff. Kedua hukum dasar rangkaian ini sangat bermanfaat untuk menganalisis rangkaian-rangkaian listrik majemuk yang cukup rumit. Akan tetapi sebagian orang menyebut kedua hukum ini dengan Aturan Kirchoff, karena dia terlahir dari hukum-hukum dasar yang sudah ada sebelumnya, yaitu hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan muatan listrik. Untuk memecahkan persoalan-persoalan rangkaian yang rumit; yaitu rangkaian yang terdiri dari beberapa buah sumber tegangan atau sumber arus serta beberapa buah hambatan/beban maka dipergunakan hukum-hukum rangkaian, diantaranya hukum Kirchoff.Rangkaian Listrik Jembatan Wheatstone Sebelum membahas mengenai jembatan Wheatstone, sebaiknya kamu baca terlebih dahulu tentang Konsep Dasar Kelistrikan agar prinsip-prinsip jembatan Wheatstone lebih mudah kamu pahami.Rangkaian Listrik Jembatan (Electrical Bridge) adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur nilai-nilai besaran listrik seperti resistansi (R) yang merupakan kemampuan untuk menghambat arus listrik; kapasitansi (C), yang merupakan kemampuan untuk menyimpan muatan listrik; dan induktansi (L), yang merupakan kemampuan untuk membuat arus listrik yang menghasilkan medan magnet. (Terjemahan Bebas dari Microsoft Encarta 2009)Secara umum, rangkaian listrik jembatan adalah rangkaian listrik yang dirangkai seperti gambar berikut

Rangkaiannya mirip jembatan dalam pengertian sehari-hari, di mana Galvanometer selaku jembatannya. Kadang-kadang, rangkaian listrik jembatan disebut rangkaian jembatan saja.

Ada banyak rangkaian jembatan, di antaranya:1. Rangkaian Jembatan Wheatstone2. Rangkaian Jembatan Wien3. Rangkaian Jembatan Kelvin4. Dsb.

Komponen listrik dan kegunaan dari rangkaian-rangkaian di atas pun berbeda, untuk jembatan Wheatstone, kegunaannya antara lain adalaha. Mengukur resistansi (R) suatu bahan selain dengan menggunakan Voltmeter dan Amperemeter. (yang menjadi bahasan kita di sini)b. Sebagai rangkaian pengondisi pada suatu sensor. (tidak dibahas di posting ini)

Oke, kita mulai.. Suatu rangkaian disebut rangkaian jembatan Wheatstone jika rangkaiannya seperti gambar di bawah ini:

Perlu diingat bahwa selain kabel, komponen listrik jembatan Wheatstone hanya Galvanometer (pendeteksi arus listrik) dan resistor atau bahan lain yang bersifat resistif misalnya kawat dsb.

Galvanometer

Resistor

Misalnya R1, R2, dan R3 sudah kita ketahui nilainya, dan kita akan mencari tahu berapa besarnya Rx dengan jembatan Wheatstone! (dengan R1 dan R3 dapat diubah-ubah besarnya)Cara untuk mengetahui Rx adalah dengan mengubah-ubah R1 atau R3 sampai Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya, jika sudah demikian, catat nilai R1, R2, dan R3 yang menyebabkan Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik tadi. Kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk menghitung Rx.

Dari mana asal rumus ini?Sekarang, kita tinjau dan analisis rangkaian jembatan Wheatstone di atas.Kita memilih Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus listrik yang mengalir padanya agar perumusan jauh lebih mudah, mari kita lihat perumusannya.Jika tidak ada arus listrik yang mengalir melewati Galvanometer artinya Vbd = 0, ini mengakibatkan Vab = Vad, dan Vbc = Vdc ; serta i1 = i3 dan i2 = i4 ; dan karenanya iG = 0.

Bagi persamaan (1) dengan persamaan (2), ingat bahwa i1 = i3 dan i2 = i4 ;

Pada prakteknya, untuk mengukur resistansi suatu resistor yang tidak diketahui, kita mengganti dua buah resistor dengan sebuah kawat. Rangkaiannya menjadi seperti berikut (klik gambar untuk memperbesar gambarnya)

Ingat kembali bahwa

Pada kawat, kita menggeser-geser kabel penghubung dari Galvanometer sampai Galvanometer tidak mendeteksi adanya arus yang mengalir pada Galvanometer tersebut. Maka rumus

Dapat diganti menjadi bentuk di bawah ini

Dengan asumsi bahwa kawat yang digunakan ini berbahan dengan dan luas penampang A yang seragam di sepanjang kawat.

Nah, untuk mengukur resistansi suatu resistor atau bahan resistif lainnya kita dapat menggunakan rangkaian di bawah ini

Dengan menggeser-geser kabel penghubung dari Galvanometer di kawat sampai Galvanometer tidak mendeteksi arus listrik, catat panjang kawat L1 dan L2, kemudian gunakan rumus berikut untuk mengetahui besarnya resistansi Rx.