Pada bel listrik dirangkai dengan menggunakan rangkaian a seri b. paralel c. gabungan d campuran
Pada bel listrik dirangkai dengan menggunakan rangkaian a seri b. paralel c. gabungan d campuran
Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik seri? Rangkaian seri adalah rangkaian alat/komponen listrik yang disusun secara berurut, disebut juga rangkaian berderet.
Rangkaian seri tidak memiliki percabangan. Dengan kata lain, rangkaian seri adalah rangkaian yang arus listriknya mengalir hanya pada satu jalur.
Rangkaian seri terbentuk jika arus listrik dihubungkan secara berurut atau berderet. Kutub negatif komponen pertama dengan kutub positif komponen kedua, kutub negatif komponen kedua dengan kutub positif komponen ketiga, kemudian diteruskan ke kutub positif komponen pertama.
Berikut ini adalah contoh bentuk rangkaian seri sederhana yang menghubungkan tiga buah lampu dan satu sumber tegangan (baterai):
Pada rangkaian seri, kuat arus listrik yang mengalir melalui beberapa hambatan listrik adalah sama besar. Jumlah kuat arus pada rangkaian seri tidak dipengaruhi oleh nilai hambatan. Jika terdapat beberapa hambatan berbeda yang dilalui, dalam hambatan mengalir arus yang besarnya sama.
Namun, berbeda dengan arus, tegangan di antara kaki-kaki hambatan yang disusun secara seri memiliki nilai yang berbeda-beda, bergantung pada nilai hambatan tersebut.
1. Ciri-Ciri Rangkaian Seri
Berdasarkan uraian di atas, maka ciri-ciri khusus rangkaian seri antara lain sebagai berikut:
- Komponennya disusun secara berurutan atau berderet
- Arus listrik mengalir tanpa melalui cabang
- Arus listrik yang mengalir di berbagai titik dalam rangkaian besarnya sama
- Tegangan listrik disetiap hambatan nilainya berbeda-beda
2. Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Seri
Rangkaian seri memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, antara lain sebagai berikut:
2.1. Kelebihan/Keuntungan Rangkaian Seri
Dari sisi penerapan, rangkaian seri memiliki kelebihan atau keutungan, yaitu:
- Kuat arus listrik yang mengalir pada tiap bagian besarnya sama.
- Cara pembuatannya mudah karena bentuknya sederhana.
- Rangkaian seri tidak membutuhkan terlalu banyak komponen karena pemasangannya secara sejajar.
- Rangkaian seri membutuhkan kabel yang lebih sedikit sehingga lebih murah.
Oleh karena itu, rangkaian seri pada lampu tepat digunakan pada ruangan atau area yang yang berukuran besar seperti misalnya gedung perkantoran, gedung sekolah atau kampus, hotel dan juga bangunan besar lainnya karena penerapannya yang sangat murah dan praktis.
2.2. Kekurangan/Kerugian Rangkaian Seri
Namun, disamping memiliki kelebihan, rangkaian seri juga memiliki beberapa kekurangan atau kerugian, yaitu:
- Rangkaian seri jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak maka arus listrik akan terputus.
- Rangkaian seri memerlukan daya listrik lebih banyak sehingga boros listrik, akibatnya baterai cepat habis.
- Rangkaian seri yang digunakan pada lampu akan menghasilkan nyala lampu yang agak redup dan tidak stabil, semakin banyak lampu makin redup.
3. Rumus Rangkaian Seri
Rumus yang berlaku pada rangkaian seri adalah rumus hukum Ohm dan rumus hambatan pengganti (Rs).
Rumus hambatan pengganti sendiri merupakan hasil penurunan rumus hukum Ohm berdasarkan analisis rangkaian seri.
Pada rangkaian seri, nilai kuat arus di titik a dan b (Iab) sama dengan yang mengalir di setiap hambatan:
Iab = I1 = I2 = I3….(1)
Berbeda dengan arus, tegangan dari titik a sampai b (Vab) merupakan hasil penjumlahan dari tegangan pada masing-masing hambatan.
Dengan kata lain, tegangan di antara kaki-kaki hambatan (R) yang disusun seri memiliki nilai yang berbeda-beda:
Vab = V1 + V2 + V3…(2)
Berdasarkan Hukum Ohm (V = I
.
R), berlaku:
V1 = I
.
R1, V2 = I
.
R2, V3 = I
.
R3…(3)
Sehingga, persamaan (2) menjadi:
I
.
Rs = I
.
R1 + I
.
R2 + I
.
R3
= I (R1 + R2 + R3)
Rs = R1 + R2 + R3…..(4, Rumus Hambatan Pengganti)
Persamaan (4) di atas menjelaskan bahwa hambatan yang dirangkai secara seri dapat digantikan dengan hambatan pengganti (Rs). Selain itu, hambatan pengganti (Rs) selalu lebih besar dari hambatan yang diganti.
Artinya, resistor (hambatan) yang dipasang secara seri maka nilai hambatannya (resistansi totalnya) semakin besar.
Rangkaian seri di dalam alat elektronik berfungsi sebagai pembagi tegangan. Secara matematis berlaku persamaan:
V1 : V2 : V3 = R1 : R2 : R3
Rangkaian Paralel
Apa yang dimaksud dengan rangkaian paralel? Dalam ilmu kelistrikan, rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun/dihubungkan secara berjajar atau bercabang.
Rangkaian paralel terbentuk terbentuk bila semua masukan komponen berasal dari sumber yang sama.
Konfigurasi ini membuat rangkaian paralel memiliki lebih dari satu jalur arus atau membentuk percabangan di antara kutub-kutub sumber arus listrik.
Setiap bagian dari percabangan itu disebut rangkaian percabangan. Arus listrik akan terbagi-bagi begitu memasuki titik percabangan.
Setelah keluar melalui kutub negatif sumber arus listrik dan melalui rangkaian percabangan, arus listrik akan menyatu kembali sebelum menuju kutub positif sumber arus listrik kembali.
Itulah sebabnya mengapa sehingga rangkaian paralel disebut sebagai rangkaian listrik yang berfungsi untuk membagi arus.
1. Ciri-Ciri Rangkaian Paralel
Ciri-ciri khusus rangkaian paralel, antara lain sebagai berikut:
- Memiliki percabangan
- Hambatan total lebih kecil
- Tegangan listrik pada setiap komponen sama besar
- Arus listrik yang mengalir pada setiap komponen besarnya tidak sama
2. Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan, antara lain sebagai berikut:
2.1. Kelebihan/Keuntungan Rangkaian Paralel
- Hambatan kecil sehingga nyala lampu lebih terang.
- Masing-masing komponen dapat bekerja secara bebas tanpa dipengaruhi komponen lain.
- Rangkaian paralel bila salah satu lampu atau alat listrik dilepas/rusak/padam, maka lampu/alat listrik yang lain tidak ikut mati atau tetap menyala/berfungsi.
2.2. Kelemahan/Kekurangan/Kerugian Rangkaian Paralel
- Biaya lebih mahal karena memerlukan banyak kabel
- Kurang efisien dalam menghantarkan arus listrik
- Rangkaian lebih rumit karena terdiri dari banyak percabangan
3. Rumus Rangkaian Paralel
Rumus-rumus yang berlaku dalam rangkaian paralel adalah rumus hukum Ohm, hukum Kirchoff, dan rumus hambatan pengganti (total).
Rumus hukum Ohm adalah:
V = I . R…..(1)
Sementara itu, hukum Kirchoff adalah hukum yang mengatur tentang percabangan pada rangkaian listrik.
Rumus hambatan pengganti (RP) bisa didapatkan dari penurunan rumus hukum Ohm berdasarkan analisis rangkaian paralel.
Pada rangkaian paralel di atas, tegangan (V) pada setiap hambatan sama besar, walaupun nilai hambatannya (R) berbeda-beda. Secara matematis, dituliskan:
Vab = V1 = V2 = V3 …..(2)
Menurut Hukum I Kirchoff, kuat arus listrik yang melalui R1, R2, dan R3 adalah I1, I2, dan I3. Adapun kuat arus (I) antara titik a dan b adalah IP.
Pada rangkaian berlaku:
IP = I1 + I2 + I3…..(3)
Oleh karena I1 = Vab/R1, I2 = Vab/R2, I3 = Vab/R3, dan IP = Vab/RP, maka:
Vab/RP = Vab/R1 + Vab/R2 + Vab/R3….(4)
1/RP = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3….(5, Rumus Hambatan Pengganti Rangkaian Paralel)
Dari rumus (5) dapat disimpulkan bahwa hambatan pengganti susunan paralel (RP) selalu lebih kecil daripada hambatan paling kecil yang terpasang pada rangkaian.
Khusus untuk dua hambatan R1 dan R2 yang disusun secara paralel, hambatan paralel penggantinya bisa dinyatakan dengan rumus:
RP = R1R2/R1 + R2…..(6)
Hambatan yang disusun secara paralel berfungsi sebagai pembagi arus dengan nilai perbandingan kuat arus pada rangkaian di setiap cabang adalah:
R1 : R2 : R3 = 1/I1 : 1/I2 : 1/I3…..(7)
Pada bel listrik dirangkai dengan menggunakan rangkaian a seri b. paralel c. gabungan d campuran
Posted by: pskji.org
