Pembangunan Rangkaian AC dan Cara Kerja Rangkaian AC

Rangkaian jembatan hanyalah konfigurasi rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur nilai yang tidak diketahui dari tahanan, impedansi, induksi, dan kapasitansi. Banyak jembatan seperti Jembatan Wheatstone, Jembatan Maxwell, Jembatan Kelvin, dan banyak lagi sangat berguna untuk mengukur kuantitas dengan akurasi dan bekerja berdasarkan prinsip yang sama. Berikut ini adalah deskripsi singkat tentang cara kerja beberapa jembatan tersebut:

Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang dikembangkan oleh Charles Wheatstone, dan digunakan untuk menentukan nilai tahanan listrik yang tidak diketahui dalam rangkaian. Jembatan Wheatstone sangat mampu menghitung tahanan bernilai sangat rendah yang tidak dapat dihitung secara akurat oleh alat lain seperti multimeter.

Rangkaian jembatan Wheatstone adalah susunan empat resistor yang berbentuk seperti berlian. Terdapat dua kaki paralel dan setiap kaki memiliki dua resistor seri. Sebuah kaki ketiga terhubung antara kedua kaki paralel pada titik tertentu di dalam kaki tersebut, seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Dari empat resistor, satu nilai tahanan dapat ditentukan dengan menyeimbangkan kedua kaki. Dari empat resistor, nilai R1 dan R3 dikenal, nilai R2 dapat disesuaikan, dan nilai Rx akan dihitung. Kemudian penyesuaian ini dihubungkan ke sumber listrik dan galvanometer antara terminal D dan terminal B. Nilai resistor yang dapat disesuaikan kemudian disesuaikan hingga rasio kedua cabang tahanan menjadi sama, yaitu (R1/ R2) = (R3/Rx), dan galvanometer membaca nol karena arus berhenti mengalir melalui rangkaian. Sekarang rangkaian seimbang dan nilai tahanan yang tidak diketahui dapat diukur dengan mudah. Pembacaan R3 menentukan arah aliran arus.

Jembatan Maxwell

Prinsip kerja jembatan induktansi Maxwell sama dengan jembatan Wheatstone. Hanya sedikit modifikasi yang dilakukan pada jembatan Wheatstone. Dalam jembatan ini, empat cabang terdiri dari induktansi yang tidak diketahui (L1), kapasitor variabel (C4), empat resistor, dan detektor alih-alih galvanometer seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Digunakan untuk mengukur nilai induktansi dengan membandingkan nilai yang tidak diketahui dengan kapasitansi standar variabel.

Prinsip dasar jembatan ini adalah untuk mengkompensasi sudut fase positif impedansi yang tidak diketahui dengan fase negatif kapasitansi dengan meletakkannya di cabang yang berlawanan. Dengan melakukan hal ini, perbedaan potensial di seberang detektor akan menjadi nol dan tidak ada arus yang mengalir melaluinya. Kapasitor C4 dan resistor R4 dihubungkan secara paralel dan nilai keduanya disesuaikan sehingga jembatan seimbang.

Jembatan Kelvin adalah modifikasi lain dari jembatan Wheatstone yang digunakan untuk mengukur tahanan rendah dalam rentang 1mΩ hingga 1kΩ dengan akurasi tinggi. Untuk pengukuran tahanan rendah yang presisi, diperlukan sumber tegangan tinggi dan galvanometer yang sensitif dalam Jembatan Kelvin. Saat mengukur tahanan rendah, tahanan kawat penghubung memainkan peran penting. Jembatan Wheatstone digunakan yang memiliki dua resistor tambahan seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Resistor R1 dan R2 dihubungkan ke set kedua lengan rasio dan dibuat resistor empat terminal. Di sini R adalah tahanan yang tidak diketahui dan S adalah tahanan standar. Galvanometer diletakkan antara c dan d sehingga tahanan kawat penghubung r dapat diabaikan dan tidak mempengaruhi nilai pengukuran. Dalam kondisi seimbang, galvanometer menunjukkan nol dan tidak ada arus yang mengalir melalui rangkaian. Persamaan pada kondisi seimbang adalah:

Rangkaian Jembatan Hay

Jembatan Hay adalah variasi lain dari rangkaian jembatan Maxwell. Dalam rangkaian Maxwell, tahanan dipasang paralel dengan kapasitor, sedangkan dalam rangkaian Hay, resistor dihubungkan seri dengan kapasitor standar seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Sangat berguna jika sudut fase impedansi induktif sangat besar, yang dapat diatasi dengan mengambil tahanan rendah seri.

Jembatan Anderson

Jembatan Anderson adalah versi modifikasi dari jembatan induktansi kapasitansi Maxwell. Utamanya digunakan untuk mengukur induktansi sendiri dalam sebuah koil dengan menggunakan kapasitor dan resistor standar. Keuntungan utama dari jembatan ini adalah tidak memerlukan penyetelan ulang jembatan yang sering. Untuk menyeimbangkan jembatan dengan arus searah, tahanan variabel r disesuaikan dan sumber AC diganti dengan baterai dan headphone dengan galvanometer gerakan kumparan. Setelah jembatan seimbang, potensial di terminal D sama dengan potensial di E. Arus yang mengalir di cabang masing-masing dinyatakan oleh I1, I2, dan I3 seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Rangkaian Jembatan Dioda

Ini adalah rangkaian jembatan dengan susunan empat dioda yang memberikan polaritas output yang sama untuk setiap polaritas input. Rangkaian jembatan dioda yang juga disebut sebagai penyearah jembatan digunakan di mana pun diperlukan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Juga digunakan untuk mendeteksi amplitudo sinyal radio. Ketika terminal positif input dihubungkan ke kiri atas dan negatif ke kanan bawah, arus mengalir dari terminal suplai atas ke output melalui jalur merah dan kembali ke terminal suplai bawah melalui jalur biru seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Sumber: Electrical4u.

Pernyataan: Hormati asli, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus.