Apa itu Rangkaian Jembatan Wheatstone?

Apa itu Rangkaian Jembatan Wheatstone?

Definisi Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone secara luas digunakan untuk mengukur hambatan listrik dengan akurat. Ini mencakup dua resistor yang diketahui, satu resistor variabel, dan satu resistor yang tidak diketahui yang terhubung dalam bentuk jembatan. Dengan menyesuaikan resistor variabel hingga galvanometer menunjukkan arus nol, rasio dari resistor yang diketahui akan sama dengan rasio dari resistor variabel dan resistor yang tidak diketahui. Hal ini memungkinkan pengukuran hambatan listrik yang tidak diketahui dengan mudah.

Teori Jembatan Wheatstone

Rangkaian jembatan Wheatstone memiliki empat lengan: AB, BC, CD, dan AD, masing-masing dengan resistor yang diberi label P, Q, S, dan R. Penyusunan ini membentuk jembatan yang dibutuhkan untuk pengukuran hambatan yang akurat.

Resistor P dan Q adalah hambatan tetap yang diketahui dan disebut lengan rasio. Galvanometer sensitif dihubungkan antara titik B dan D melalui saklar S2.

Sumber tegangan jembatan Wheatstone terhubung ke titik A dan C melalui saklar S1. Resistor variabel S berada antara titik C dan D. Menyesuaikan S mengubah potensial pada titik D. Arus I1 dan I2 mengalir melalui jalur ABC dan ADC, masing-masing.

Jika kita mengubah nilai hambatan listrik lengan CD, nilai arus I2 juga akan berubah karena tegangan antara A dan C tetap. Jika kita terus menyesuaikan hambatan variabel, suatu kondisi mungkin terjadi ketika penurunan tegangan di seberang resistor S, yaitu I2.S, menjadi sama persis dengan penurunan tegangan di seberang resistor Q, yaitu I1.Q. Dengan demikian, potensial pada titik B menjadi sama dengan potensial pada titik D, sehingga perbedaan potensial antara kedua titik tersebut adalah nol, sehingga arus melalui galvanometer adalah nol. Maka defleksi pada galvanometer adalah nol ketika saklar S2 ditutup.

Sekarang, dari rangkaian jembatan Wheatstone dan Sekarang potensial titik B terhadap titik C hanyalah penurunan tegangan di seberang resistor Q dan ini adalah Lagi-lagi potensial titik D terhadap titik C hanyalah penurunan tegangan di seberang resistor S dan ini adalah Menyetarakan, persamaan (i) dan (ii) kita dapat,

Di sini dalam persamaan di atas, nilai S dan P/Q diketahui, sehingga nilai R dapat dengan mudah ditentukan.

Hambatan listrik P dan Q dari jembatan Wheatstone dibuat dengan rasio tertentu seperti 1:1; 10:1 atau 100:1 yang dikenal sebagai lengan rasio dan S lengan rheostat dibuat variabel secara kontinu dari 1 hingga 1.000 Ω atau dari 1 hingga 10.000 Ω.

Penjelasan di atas adalah teori dasar jembatan Wheatstone paling mendasar.