1.
IG = VTH/(RTH
+ RG)
0.0000136A = 24mV/(RTH
+ 100)
RTH = 24mV/0.0000136A - 100
= 1665
RTH = [1000(5000)/(1000 + 5000)] + [R4(1000)/(1000
+ R4)]
1665
= 833.33 + [R4(1000)/(1000 + R4)]
831.67 = 1000R4/(1000
+ R4)
831670 + 831.67R4
= 1000R4
R4 = 831670/168.33
= 4941 #
2.Kaedah ini
berasaskan bahawa jika tiada perbezaan keupayaan
antara dua
cabang litar tetimbang yang selari, tidak akan ada sebarang pesongan pada
jarum
meter penunjuk
dan arus tidak mengalir melalui meter penunjuk dan menunjukkan bacaan sifar.
Ini menunjukkan
keadaan keseimbangan pada tetimbang dan biasanya galvanometer
disambungkan
di antara cabang selari untuk mengesan keadaan keseimbangan.
3.
Ketidakseimbangan dalam sebuah litar tetimbang adalah apabila berlaku sebarang
perubahan
pada jarum penunjuk metergalvano. Pesongan ini disebabkan perbezaan nisbah
keupayaan
antara dua cabang tetimbang yang menyebabkan pengaliran arus melalui meter.
4.
Salah satu kegunaan tetimbang Wheatstone ialah mengukur rintangan dc pelbagai
wayar bertujuan untuk
mengawal kualiti
wayar tersebut atau untuk mengawal rintangan transformer, solenoid, atau
‘motor windings’.
Selain itu, syarikat telefon menggunakan Titian Wheatstone untuk mengenalpasti
kesilapan
(fault)
dalam kabel. Fault tersebut mungkin dua litar “shorted” atau pun satu litar
“shorted” ke bumi.
Kegunaan lain ialah sebagai penyesuai isyarat dalam sistem pengukuran.
Tetimbang juga
digunakan
dalam alat pengesan isyarat fizikal (sensor) seperti thermistor, tolok
terikan dan lain-lain
yang
mempunyai ciri perubahan rintangan terhadap perubahan parameter fizikal
yang dikesan seperti
suhu,
tekanan, daya dan sebagainya untuk mengeluarkan isyarat keluaran dalam
bentuk isyarat elektrik.
Di salah
satu lengan tetimbang akan ditempatkan sensor dan ketiga-tiga rintangan
lain adalah diketahui
nilainya.
Apabila perubahan pada parameter fizikal berlaku pada sensor yang diukur,
keadaan
ketidakseimbangan
terjadi. Oleh itu, perbezaan keupayaan akan wujud antara dua cabang tetimbang
dan
isyarat keluaran berbentuk isyarat elektrik akan diperolehi. Metergalvano
digunakan untuk
menentukan
magnitud arus yang terhasil itu. Dengan ini, hubungan antara parameter
fizikal dan isyarat
elektrik
diperolehi.
5.a) Nilai
Rv apabila titian seimbang dikira sebagai
Rv = R2R3 / R1 = 10k x 10k / 10k = 10k ohm
Titian seimbang apabila suhu 80°C. Nilai ini dibaca terus dari graf.
b) Daripada graf, diketahui bahawa apabila suhu 60°C rintangan ialah 9kW. Oleh itu, isyarat ralat,eg ialah
eg
= E [ R3 / R1 + R3
] - E [ Rv / R2 + Rv ]
= 12 [ 10k / 10k + 10k ] - 12 [ 9k / 9k + 10k ]
= 0.32 V
Isyarat
ralat adalah :
eg
= VTH = E [ r / 4R ]
di mana
r ialah 10k ohm - 9k ohm iaitu 1k ohm ,
eg
= 12 V x 1k / 40k = 0.025 V
6.VTH = E [ r / R ] = 10 x 25 / 2000 = 0.125 V
Cari
RTH:
RTH
= R = 500 ohm
Arus melalui metergalvano, Ig ialah:
Ig = VTH / RTH + Rg = 0.125 / 500 + 125 = 200 mikroA #
7. Litar Tetimbang Kelvin adalah
versi titian Wheatstone yang telah diubahsuai.
Tetimbang Kelvin boleh digunakan untuk
mengukur rintangan dalam julat 1W - 1mW
dengan darjah kejituan yang tinggi. Ini
adalah kerana dalam Titian Kelvin telah
dihapuskan kesan-kesan sentuhan (contact)
dan plumbum (lead) pada rintangan
apabila mengukur rintangan kecil yang tidak
diketahui nilainya Rx.
8. Konsep asas tetimbang
dalam pengukuran ialah dengan menggunakan kaedah
penunjukkan nol atau konsep perbezaan keupayaan
antara dua cabang dalam sesuatu
litar. Kaedah ini berasaskan bahawa tidak
akan ada sebarang pesongan pada jarum
meter penunjuk jika tiada perbezaan keupayaan
antara dua cabang litar tetimbang
yang selari. Apabila tiada perbezaan keupayaan
maka tiada arus yang mengalir
melalui meter penunjuk dan penunjuk akan
menunjukkan bacaan sifar. Keadaan ini
menunjukkan bahawa tetimbang berada dalam
keadaan keseimbangan.