Transcript Jembatan Arus Searah

RANGKAIAN HAMBATAN

Rangkaian hambatan listrik yang dapat
dipecahkan berdasarkan hukum Ohm dan
hukum I Kirchhoff.



1. Rangkaian seri
2. Rangkaian paralel
3. Rangkaian kombinasi seri dan paralel
Rangkaian Seri

Ciri-ciri rangkaian hambatan seri, apabila ujung-ujungnya diberi
tegangan listrik.
 a. Kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan sama
besar, sama dengan kuat arus yang melalui
hambatan pengganti.
I = I1 = I2 = I3 = …
 b. Tegangan pada ujung-ujung hambatan rangkaian
sama dengan jumlah tegangan pada ujung-ujung tiap
hambatan.
V = V1 + V2 + V3 + …
V1
I
V2
I1
V
V3
I2
I3
Manfaat Rangkaian Seri

Manfaat rangkaian hambatan seri adalah :
 a. Untuk memperbesar hambatan suatu rangkaian
Rs = R1 + R2 + R3 + …
 b. Sebagai pembagi tegangan dimana tegangan pada
ujung-ujung tiap hambatan sebanding dengan nilai
hambatannya.
V1 : V2 : V3 : …= R1 : R2 : R3 …
V1
I
V2
I1
V
V3
I2
I3
Penggunaan hk.Ohm & hk. I Kirchhoff
pada rangkaian seri
V1
I
R1
V2
I1
R2
V3
I2
R3 I3
V
I = I1 = I2 = I3
 V = I.Rs
 V1= I1.R1
 V2= I2.R2
 V3= I3.R3

Rs = R1 + R2 + R3
Rangkaian Paralel

Ciri-ciri rangkaian hambatan paralel, apabila ujung-ujungnya diberi
tegangan listrik.
 a. Tegangan ujung-ujung tiap hambatan sama besar, sama
dengan tegangan ujung-ujung hambatan pengganti.
V = V1 = V2 = V3 = …
 b. Kuat arus yang melalui hambatan rangkaian paralel sama
dengan jumlah kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan.
I = I1 + I2 + I3 + …
I
I1
I2
V
I3
Manfaat Rangkaian Paralel

Manfaat rangkaian hambatan paralel adalah :
 a. Untuk memperkecil hambatan suatu rangkaian
1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
 b. Sebagai pembagi arus dimana kuat arus yang
melalui tiap-tiap hambatan sebanding dengan
R1
kebalikan nilai hambatannya.
I1 : I2 : I3 : …= 1/R1 : 1/R2 : 1/R3 …
I
I
V
R2
1
R3
I2
I3
Penggunaan hk.Ohm & hk. I Kirchhoff
pada rangkaian paralel
V = V1 = V2 = V3
 V = I.Rp
 V1= I1.R1
 V2= I2.R2
 V3= I3.R3
R1


I
R2
I1
R3
I2
I3
V=I.Rp = I1.R1 = I2.R2 = I3.R3
V
1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Rangkaian hambatan kombinasi

Untuk menyelesaikan persoalan rangkaian
kombinasi dapat menggunakan rumus
rangkaian seri dan paralel. Dengan memperhatikan rangkaian dari unit yang terkecil.
R3
I
R1
R2
3
R
4
I1
I2
R5
I4
I5
E
VBC = I.R2
VAB = I.R1
R3
A
R1
B
R2
I
I = I3 + I4 + I5
C
I
R4
R5
I3
I4
I5
E
Rs = R1 + R2 + Rp
1/Rp = 1/R3 + 1/R4 + 1/R5
VCD = I.Rp = I3.R3 = I4.R4 = I5.R5
D
VBC = I.R2
VAB = I.R1
R3
A
R1
B
R2
I
I = I3 + I4 + I5
C
I
R4
R5
I3
I4
I5
E
Rs = R1 + R2 + Rp
VCD = I.Rp = I3.R3 = I4.R4 = I5.R5
1/Rp = 1/R3 + 1/R4 + 1/R5
D
Persamaan
yang bisa
dibentuk
E = I.Rs
Atau
E = I.(R + r)
Hambatan luar
R1
I
Hambatan
penggantiny
a seri
Rs = R + r
I
Elemen baterai
E
E r
Hambatan dalam
Persamaan
yang bisa
dibentuk
E = I.Rs
Atau
E = I.(R + r)
Hambatan luar
R1
I
Hambatan
penggantiny
a seri
Rs = R + r
I
Elemen baterai
E r
Hambatan dalam
R1
A
I
I
E r
Gaya gerak listrik(GGL) elemen 
adalah tegangan pada ujungujung
B baterai saat tidak
dihubungkan ke komponen listrik;
sedang tegangan jepit Vj adalah
Tegangan
jepit adalah
beda
tegangan pada
ujung-ujung
potensial
antara
dua titik didengan
kutubbaterai saat
dihubungkan
kutub elemen
baterai.
komponen
listrikDalam
rangkaian
E ini
= ditunjukkan
I.( R + r )oleh titik
A dan B. Besarnya tegangan jepit
dari rangkaian ini adalah :
Vj = VAB = I.R = E – I.r
Galvanometer adalah alat untuk mendeteksi
ada tidaknya kuat arus listrik di dalam suatu
kawat penghantar.
 Alat ini akan digunakan untuk menyelidiki
rangkaian hambatan pada Jembatan
Wheatstone

0
Jika pada penghantar
terdapat arus listrik
maka jarum
menyimpang
+
-
G
Arus
listrik
1/Rp = 1/Rs
1 + 1/Rs2
bercabang
R1
I1
Arus listrik
mengalir
Rs1 = R1 + R2
Saklar
ditutup
I
I2
R4
Saklar
Jika galvanometer
menunjuk angka nol
R2 Maka…
2 = R3 + R4
JadiRbesarnya I Rs
dapat
5
dihitung dengan rumus
sebagai berikut :
I = E/Rp
G
R3
E
R1.R3 = R2.R4
Dan
Rangkaiannya
menjadi seperti
berikut …
R1.R3 ≠ R2.R4
Arusmenentukan
listrik
Dan untuk
bercabang
hambatan
penggantinya
digunakan hambatan
R1
penolong …
R5
I1
Arus listrik
mengalir
I2
Saklar
ditutup
R2
I
R4
Saklar
G
E
R3
Jika jarum
galvanometer
menyimpang
Maka…
RA =
RB =
RC =
R1.R4
R1+R4+R5
R2
R1
R1.R5
R1+R4+R5
RA
R4.R5
R1+R4+R5
I
RB
RC
R5
R4
R3
E
RA, RB dan RC
adalah hambatan
penolong
Rs1 = RB + R2
RB
RA
RC
R2
Jadi besarnya I dapat
dihitung dengan
rumus
R3 sebagai berikut
I = E/Rp
I
Rs2 = RC + R3
E
1/Rp = 1/Rs1 + 1/Rs2
Rs3 = RA + Rp
Rs1 = RB + R2
RB
R2
RC
R3
RA
I1
Rs2 = RC + R3
E
1/Rp = 1/Rs1 + 1/Rs2
Rs3 = RA + Rp
Mengukur Hambatan dengan
Metode
Setelah jarum menunjukkan nol,
maka untuk menentukan Rx…?
Hambatan ini adalah
Jembatan Wheatstone dapat menggunakan
rumus :
hambatan yang akan
Penghantar
diukur dari kutub
Hambatan ini adalah
hambatan yang
diketahui
Arus
bercabang
Arus
mengalir
Rx.Lnegatif
galvanometer
1 = R.L
2
R
RX
0
+
Saklar
ditutup
-
KawatUkurlah
yang panjangnya
panjang
L dan memiliki
Ukurlah
hambat
panjang
L
=
…?
1 misalnya
jenis besar,
L2= …?
nikrom
G
L1
L2
I
saklar
digeser ke kiri-kanan
hingga jarum
galvanometer
menunjuk nol
E
L
Jembatan Kelvin:
Modifikasi dari jembatan Wheatstone dgn Ry sbg
tahanan kawat penghubung dari R3 ke Rx sehingga
menghasilkan ketelitian yang lebih besar.
R2
R1
G
R3
m
Rx
p
R
y
n
Jika galvanometer dihubungkan ke titik p diantara
m dan n, sehingga perbandingan tahanan dari n
ke p dan m ke p sama dengan perbandingan R1
dan R2 dapat ditulis :
Rnp / Rmp = R1 : R2
Persamaan setimbang untuk jembatan Kelvin:
Rx + Rnp = (R1/R2)(R3+Rmp)
Substitusi kedua persamaan diatas:
Rx + {R1/(R1+R2)}Ry = (R1/R2) [R3 + {R2/(R1+R2)}Ry]
Sehingga :
Rx = (R1/R2) R3
Latihan
Lengan-lengan pembanding jembatan wheatstone 100, 1000,
500, dan 50,5 ditempatkan berurutan sekeliling jembatan. Sebuah
galvanometer dengan tahanan dalam 75 dihubungkan dari titik
pertemuan tahanan 100 dan 50,5 ke titik pertemuan tahanan
1000 dan 500. Sebuah baterai 4 volt dihubungkan ke dua pojok
simpang jembatan lainnya. Gunakan teori tevenin untuk memperoleh
a. Rangkaian pengganti jembatan diacu terhadap terminal-terminal
galvanometer
b. Arus melalui galvanometer.