Jembatan Wheatstone: Pengertian, Syarat, dan Contoh Soalnya

Ilustrasi jembatan Wheatstone pada rangkaian listrik. Foto: Pixabay

Dalam ilmu fisika, hambatan bisa disusun dengan tiga cara, yaitu seri, paralel, dan campuran. Sebagai alternatif, hambatan juga bisa dirangkai menggunakan jembatan Wheatstone. Apa itu jembatan Wheatstone?

Jembatan Wheatstone merupakan susunan rangkaian listrik yang digunakan untuk menyederhanakan rangkaian hambatan yang tidak bisa diselesaikan dengan rangkain seri ataupun paralel.

Rangkaian tersebut ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada 1833 dan mulai populer sejak diperkenalkan oleh Sir Charles Wheatstone pada 1843. Untuk mengetahui lebih jauh apa itu jembatan Wheatstone, simak artikel berikut.

Baca juga: Rumus dan Contoh Soal Hukum Charles dalam Fisika

Jembatan Wheatstone

Ilustrasi listrik. Foto: Pixabay

Seperti yang disebutkan, jembatan Wheatstone digunakan untuk menyederhanakan susunan hambatan yang tidak bisa diselesaikan secara seri maupun paralel.

Contoh pengaplikasian jembatan Wheatstone antara lain pengukuran timbangan massa digital, resistor di pabrik, dan mengukur regangan pada benda uji berupa beton.

Mengutip buku Fisika Terapan tulisan Dr. Zikri Noer, S.Si, M.Si dan Dr. Indri Dayana, M.Si, jembatan Wheatstone terdiri dari empat tahanan yang disusun dengan segi empat dan Galvanometer.

Galvanometer sendiri merupakan alat yang dipakai untuk mengukur kuat arus. Galvanometer mempunyai hambatan yang sangat kecil dan dipasang seri dengan alat yang akan diukur.

Prinsip jembatan Wheatstone hanya bisa digunakan jika rangkaiannya memenuhi syarat berikut ini:

• R1 dan R2 biasanya diketahui besarnya.

• R3 tahanan yang dapat diatur besarnya sehingga tidak ada arus yang mengalir lewat rangkaian B - C - G (Galvanometer).

• Rx tahanan yang akan diukur besarnya.

Sederhananya, metode tersebut hanya bisa dipakai jika hasil kali dua resistor yang berhadapan adalah sama. Dijelaskan dalam buku Jurus Sakti Menaklukkan Fisika SMA 1, 2, & 3 oleh Vani Sugiyono, hambatan penggantinya dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

R = (R1 + R2)(R3 + R4)/R1 + R2 + R3 + R4

Baca juga: Rumus Paralel dan Seri dalam Pembelajaran Fisika

Contoh Soal

Ilustrasi anak mengerjakan soal latihan. Foto: Shutter Stock

Agar lebih mudah memahaminya, berikut contoh soal jembatan Wheatstone yang dapat dipelajari:

Soal 1

Salah satu rangkaian listrik sebuah robot sederhana tersusun oleh jembatan Wheatstone dengan R sebagai berikut:

R1 = 5 ohm

R2 = 2 ohm

R3 = 10 ohm

R4 = 4 ohm

Berapa hambatan penggantinya?

Jawab:

R = (R1 + R2)(R3 + R4)/R1 + R2 + R3 + R4

R = (5 + 2)(10 + 4)/5 + 2 + 4 + 10

R = 7 x 14/21

R = 98/21

R = 4,67 ohm

Soal 2

Sebuah rangkaian listrik tersusun oleh jembatan Wheatstone dengan hambatan berikut:

R1 = 5 ohm

R2 = 10 ohm

R3 = 2 ohm

R4 = 4 ohm

Berapakah hambatan penggantinya?

Jawab:

R = (R1 + R2)(R3 + R4)/R1 + R2 + R3 + R4

R = (5 + 10)(2 + 4)/5 + 10 + 2 + 4

R = 12 x 6 / 21

R = 4,29 ohm

Soal 3

Suatu rangkaian listrik tersusun atas jembatan Wheatstone dengan hambatan berikut:

R1 = 10 ohm

R2 = 10 ohm

R3 = 10 ohm

R4 = 20 ohm

Berapa hambatan penggantinya?

R = (R1 + R2)(R3 + R4)/R1 + R2 + R3 + R4

R = (10 + 10)(10 + 20)/10 + 10 + 10 + 20

R = 20 x 30/50

R = 12 ohm

(ADS)

Baca juga: Cara Menghitung Hambatan Total pada Rangkaian Listrik

Frequently Asked Question Section

Apa itu rangkaian jembatan Wheatstone?

Jembatan Wheatstone merupakan rangkaian yang dipakai untuk menyederhanakan rangkaian hambatan tertentu.

Apa contoh penerapan prinsip jembatan Wheatstone?

Contoh pengaplikasian jembatan Wheatstone antara lain pengukuran timbangan massa digital dan resistor di pabrik.

Apa syarat penggunaan jembatan Wheatstone?

Salah satunya R1 dan R2 biasanya diketahui besarnya.