TUGAS PENDAHULUAN MODUL 1
1. Jelaskan apa itu jembatan wheatstone dan fungsinya!
Jawab:
Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang terdiri dari empat
resistor (R1, R2, R3, dan Rx) yang disusun membentuk jembatan dengan sumber
tegangan dan galvanometer. Rangkaian ini bekerja berdasarkan prinsip
keseimbangan, di mana tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer saat
rasio hambatan pada kedua lengan memenuhi persamaan R1/R2 = R3/Rx. Dengan
mengatur nilai resistor yang diketahui (R1, R2, R3), nilai hambatan yang tidak
diketahui (Rx) dapat dihitung secara presisi menggunakan rumus Rx =
(R2/R1) × R3.
Fungsi Utama:
1.
Mengukur Hambatan Tidak Dikenal: Menentukan
nilai resistor yang belum diketahui dengan akurasi tinggi, terutama untuk
hambatan kecil (misal: di bawah 1 ohm).
2.
Mendeteksi Perubahan Kecil pada Hambatan: Sensitif terhadap variasi hambatan, sehingga digunakan dalam sensor
seperti:
·
Strain Gauge (mengukur regangan
material),
·
Termistor (mendeteksi perubahan
suhu),
·
LDR (sensor cahaya).
3.
Metode Pengukuran Null: Mengandalkan prinsip "arus nol"
pada galvanometer, sehingga hasil pengukuran tidak bergantung pada akurasi alat
ukur, hanya pada perbandingan resistor yang diketahui.
4.
Aplikasi Industri: Diterapkan dalam sistem pengukuran tekanan,
suhu, dan analisis material di bidang elektronik, medis, atau rekayasa.
2.
Jelaskan pengertian potensiometer dan tahanan geser!
Jawab:
Potensiometer dan tahanan geser (rheostat) adalah komponen
resistor variabel yang nilai hambatannya dapat diubah secara manual dengan
menggeser atau memutar kontak mekanis. Meskipun mirip, keduanya memiliki
perbedaan dalam struktur dan fungsi:
1. Potensiometer
Potensiometer adalah resistor variabel dengan tiga terminal (dua
terminal ujung dan satu terminal geser). Komponen ini berfungsi sebagai pembagi
tegangan (voltage divider). Saat porosnya diputar atau digeser, posisi
terminal geser (wiper) mengubah rasio hambatan antara terminal tengah dan kedua
terminal ujung, sehingga menghasilkan tegangan keluaran yang bervariasi.
·
Aplikasi: Mengatur
volume audio, kontrol kecerahan layar, atau sebagai sensor posisi.
·
Contoh: Volume
control pada speaker, joystick, atau pedal gas elektronik.
2. Tahanan
Geser (Rheostat)
Tahanan geser (rheostat) adalah resistor variabel dengan dua terminal (satu
terminal tetap dan satu terminal geser). Komponen ini dirancang untuk mengatur
arus listrik dalam rangkaian dengan mengubah nilai hambatan total.
·
Aplikasi: Mengontrol kecepatan motor DC, mengatur
intensitas lampu pijar, atau sebagai komponen pengatur daya.
·
Contoh: Dimmer lampu tradisional atau pengatur
kecepatan kipas.
Perbedaan Utama
|
Aspek |
Potensiometer |
Tahanan Geser
(rheostat) |
|
Terminal |
3 terminal |
2 terminal |
|
Fungsi |
Pembagian tegangan |
Pengatur arus |
|
Penggunaan |
Sinyal atau tegangan rendah |
Daya tinggi atau arus besar |
Kesamaan
Keduanya menggunakan prinsip geseran mekanis untuk mengubah nilai hambatan,
tetapi potensiometer lebih umum digunakan untuk aplikasi presisi sinyal,
sementara rheostat cocok untuk pengaturan daya/arus.
3.
Jelaskan persamaan dan perbedaan potensiometer dan tahanan geser!
Jawab:
Persamaan Potensiometer dan Tahanan Geser:
Keduanya merupakan resistor variabel yang nilai hambatannya dapat diubah secara
mekanis (dengan memutar atau menggeser kontak). Keduanya bekerja dengan prinsip
menggeser titik kontak (wiper) pada elemen resistif untuk mengatur resistansi
total.
Perbedaan
Utama:
1.
Jumlah Terminal:
·
Potensiometer: 3 terminal (2
terminal ujung + 1 terminal geser).
·
Tahanan Geser (Rheostat): 2 terminal (1 terminal tetap + 1 terminal
geser).
2.
Fungsi:
·
Potensiometer: Sebagai pembagi tegangan (mengatur
rasio tegangan antara terminal ujung dan geser).
·
Tahanan Geser: Sebagai pengatur arus (mengubah
resistansi total dalam rangkaian).
3.
Aplikasi:
·
Potensiometer: Untuk sinyal
rendah (misal: volume audio, sensor posisi).
·
Tahanan Geser: Untuk daya/arus tinggi (misal: pengatur
kecepatan motor, dimmer lampu).
4.
Cara Penyambungan:
·
Potensiometer menggunakan 3 terminal untuk membagi tegangan.
·
Tahanan geser hanya menggunakan 2 terminal untuk membatasi arus.
Inti: Potensiometer fokus pada pembagian tegangan,
sedangkan tahanan geser fokus pada pengaturan arus.
4.
Jelaskan prinsip kerja potensiometer dan tahanan geser!
Jawab:
1. Potensiometer
·
Struktur: Terdiri dari elemen resistif (track) linier
atau melingkar dengan dua terminal ujung dan satu terminal geser (wiper).
·
Cara Kerja:
1.
Tegangan input (Vin) diberikan ke dua terminal ujung.
2.
Posisi wiper menentukan panjang relatif dari dua segmen resistansi (R1 dan R2)
pada elemen resistif, di mana R1 + R2 = Rtotal.
3.
Tegangan output (Vout)
diukur antara wiper dan salah satu terminal ujung, sesuai persamaan:
Vout = Vin x R2/(R1+R2)
4.
Dengan menggeser wiper, rasio R1/R2 berubah,
sehingga VoutVout bervariasi secara proporsional.
·
Aplikasi: Mengatur
volume audio, kontrol kecerahan layar, atau sebagai sensor posisi.
2. Tahanan Geser (Rheostat)
·
Struktur: Terdiri dari elemen resistif dan satu
terminal geser yang dapat digerakkan untuk mengubah panjang jalur resistif yang
aktif.
·
Cara Kerja:
1.
Terminal geser digerakkan untuk memendekkan atau memanjangkan jalur
resistif yang dilalui arus.
2.
Resistansi total (Rtotal) antara dua terminal berubah sesuai panjang jalur
resistif yang digunakan.
3.
Berdasarkan Hukum Ohm (I=V/R), perubahan Rtotal mengatur besar arus (I) yang
mengalir dalam rangkaian.
· Aplikasi: Mengontrol kecepatan motor DC, mengatur intensitas lampu pijar, atau sebagai komponen pengatur daya.
Inti:
·
Potensiometer menghasilkan tegangan output yang bervariasi berdasarkan
posisi wiper.
·
Tahanan geser mengubah resistansi total untuk mengatur arus dalam
rangkaian.
5.
Jelaskan pengaruh tahanan geser terhadap arus dan tegangan pada rangkaian
berdasarkan hukum yang mendasari!
Jawab:
Pengaruh Tahanan Geser (Rheostat) terhadap Arus dan Tegangan:
Berdasarkan Hukum Ohm (V=I×R):
1.
Terhadap Arus (I):
·
Jika resistansi (R) dinaikkan, arus (I) menurun (I=V/R).
·
Jika resistansi (R) dikurangi, arus (I) meningkat.
2.
Terhadap Tegangan (V):
·
Dalam rangkaian seri, rheostat membagi tegangan. Jika Rrheostat dinaikkan,
tegangan pada beban turun, dan sebaliknya.
Berdasarkan Hukum
Kirchhoff:
·
KVL: Dalam rangkaian seri, kenaikan Rrheostat meningkatkan
tegangan pada rheostat dan mengurangi tegangan pada beban.
·
KCL: Dalam rangkaian paralel, perubahan Rrheostat memengaruhi
distribusi arus.
Inti: Rheostat mengatur arus dan tegangan dengan mengubah resistansi, sesuai
prinsip Hukum Ohm dan Kirchhoff.
Comments
Post a Comment