LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 1

Objektif am :

Mengetahui dan memahami prinsip bagi pengukuran menggunakan tetimbang a.t.

Objektif khusus :

Diakhir unit ini anda sepatutnya dapat :

Melakar litar tetimbang mudah bagi memperolehi persamaan

Menerangkan cara kerja titi Wheatstone.

Menerangkan penggunaan litar titi wheatstone.

Mengira nilai galangan satu lengan yang tidak diketahui.

OBJEKTIF

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 2

10.0 Pengenalan

Tetimbang a.t mengandungi empat lengan rintangan iaitu R1, R2

perintang yang mempunyai nilai tetap (lengan nisbah), R3 perintang bolehubah (lengan piawai) dan RX perintang yang tidak di ketahui nilainya yang disambung dengan satu sel bateri dan meter Galvano yang sensitif seperti yang ditunjukkan pada rajah 10.1.

10.1 Cara kerja Titi Wheatstone

A I1 I2

E

B C

I3 I4

Ia bukan alat timbang dan bukan juga titi atau jambatan. Nama sahaja yang sama tapi alatnya berbeza.

INPUT

G

R1 R2

R3 RX

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 3

D

Rajah 10.1 : Titi Wheatstone

Dari Rajah 10.1 :

RX - Rintangan yang tidak diketahui nilainya.R1, R2 - Perintang yang mempunyai nilai yang tetap (lengan nisbah)R3 - Perintang bolehubah (lengan piawai)G - Meter galvano yang berkepekaan tinggiE - Sel bateri

Cara kerja Titi Wheatstone adalah bergantung kepada pengaliran arus pada meter galvano. Ia dikatakan dalam keadaan seimbang apabila tidak ada arus yang mengalir melalui meter galvano (Ig = 0) iaitu apabila :

VAC = VAB atau VDC = VDB

VDB = VDC

= R3 X E R3 + R1

R3 ( RX + R2 ) = RX ( R3 + R1)

R3 RX + R3 R2 = RX R3 + RX R1

R3 R2 = RX R1

RX = R3 R2

R1

RX = R3 X R2

R1

lengan piawai lengan nisbah

RX X ERX + R2

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 4

Ketepatan dan kepekaan adalah maksima apabila R1 = R2 iaitu nisbah R2 /R1 = 1. Untuk keadaan tersebut RX = R3. Jika R3 adalah kotak rintangan “decade” yang amat tepat, nilai RX = R3 boleh dibaca terus dari skala kotak rintangan apabila litar dalam keadaan seimbang.

Tetapi syarat R2 / R1 = 1 akan menghadkan julat ukuran RX hanya kepada nilai ukuran R3 sahaja. Untuk mengatasi masalah ini suis julat digunakan. Untuk memilih nilai lengan yang berlainan. Sebagai contoh, jika nisbah R2 / R1 = 3 nilai maksima RX yang boleh diukur adalah RX = 3 X R3.

10.2 Kegunaan Titi Wheatstone

1. Mengukur nilai rintangan :i. Rintangan rendah iaitu kurang dari 1ii. Rintangan sederhana iaitu 1 < RX < 100Kiii. Rintangan tinggi iaitu lebih besar dari 100K

*Paling sesuai digunakan untuk mengukur rintangan sederhana.

2. Mengesan kerosakan litar pintas.

3. Mengesan kerosakan litar bumi.

Contoh 1 : Merujuk kepada Rajah 10.1 litar tetimbang wheatstone, diberi nilai R1 = 1.5K, R2 = 1K, R3 = 3K dan RX = 2K. Buktikan bahawa tetimbang ini didalam keadaan seimbang.

Penyelesaian :

R1 RX = R2 R3

1.5K (2K) = 1K (3K)3M = 3M

Contoh pengiraan

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 5

Jawapan bagi kedua-dua belah persamaan adalah sama. Ini menunjukkan tetimbang berada didalam keadaan seimbang.

Contoh 2 : Rajah 10.2 merupakan satu litar tetimbang wheatstone, dapatkan nilai RX apabila tetimbang seimbang.

200 800

G E

750 RX

Rajah 10.2

Penyelesaian :

RX (200) = 800 (750) RX = 800 (750)

200 = 3K

G

P Q

R S

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 6

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.

10.1 Lakarkan rajah litar Titi Wheatstone.

10.2 Merujuk kepada litar pada rajah 10.3 , terbitkan persamaan bagi R apabila tetimbang dalam keadaan seimbang.

E

Rajah 10.3

10.3 Dari rajah soalan 1.2 sekiranya P = 500, Q = 750 dan S = 1K, dapatkan nilai bagi perintang R apabila tetimbang dalam keadaan seimbang.

AKTIVITI 10

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 7

10.1 Rujuk input Rajah 10.1

10.2 Rujuk input 10.1

10.3 R = 666.67

MAKLUM BALAS 10

SEMOGA BERJAYA

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 8

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan.

10.1 Dengan bantuan gambarajah tetimbang Wheatstone, terangkan cara kerja

bagi tetimbang wheatstone apabila ia dalam keadaan seimbang.

10.2 Nyatakan dua syarat ketika tetimbang wheatstone seimbang.

10.3 Senaraikan tiga kegunaan tetimbang wheatstone.

10.4

Dari rajah di atas sekiranya W = 650, Y = 250 dan Z = 1.5K, dapatkan nilai bagi perintang X apabila tetimbang dalam keadaan seimbang.

PENILAIAN KENDIRI

SELAMAT MENCUBA

X Y

W Z

G

E

LITAR TETIMBANG E 3042 /UNIT 10/ 9

10.1 Rujuk input rajah litar 10.1 dan input 10.1.

10.2 Rujuk input 10.1.

10.3 Rujuk input 10.2

10.4 X = 108.33

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI