Rangkaian Listrik

Rangkaian Listrik

Amati berbagai peralatan listrik di sekitarmu. Lampu, kulkas, dan seterika listrik dihubungkan dengan sumber tegangan listrik, membentuk rangkaian listrik.

Ada dua jenis rangkaian listrik. Jenis rangkaian tersebut bergantung pada bagaimana bagian-bagian rangkaian (sumber tegangan, kawat penghubung, dan hambatan-hambatan) disusun. Rangkaian tersebut adalah rangkaian seri dan paralel.

1. Rangkaian seri

Mungkin kamu pernah memasang lampu dekorasi untuk penjor peringatan hari kemerdekaan. Jika salah satu lampu tersebut putus, semua lampu mati, dan biasanya kamu kesulitan mencari lampu mana yang putus. Lampu-lampu tersebut dirangkai secara seri.

Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Pada rangkaian seri, hanya terdapat satu lintasan arus listrik. Bagian rangkaian dipasang secara berurutan, tanpa ada percabangan. Perhatikan diagram rangkaian seri pada Gambar dibawah

Dalam rangkaian seri, hanya ada satu jalan untuk arus listrik

2. Hambatan pengganti dalam rangkaian seri

Kita dapat mengganti beberapa hambatan yang dirangkai secara seri dengan sebuah hambatan. Sebagai contoh, R1, R2, dan R3 dalam Gambar dibawah . dapat kita ganti dengan Rs. Kita akan mencari besar Rs.

Hambatan R1, R2, dan R3 dapat diganti dengan sebuah hambatan, yaitu Rs.

Kamu mengetahui bahwa jumlah beda potensial pada tiap-tiap hambatan sama dengan beda potensial sumber tegangan. Sesuai Gambardi atas , maka:

VAB = VAX + VXY + VYB

Sesuai dengan hukum Ohm, yaitu V = I × R, persamaan di atas dapat ditulis:

I × RS = I × R1 + I × R2 + I × R3

Karena I di mana-mana besarnya sama, maka:

Rs = R1 + R2 + R3

Secara umum, jika terdapat rangkaian seri dengan n buah hambatan yang besarnya R1, R2, R3, ... Rn, maka hambatan penggantinya adalah:

3. Rangkaian paralel

Apa yang terjadi jika lampu-lampu di rumahmu dirangkaikan seri? , begitu salah satu lampu mati, maka lampu yang lain juga akan padam. Untungnya berbagai peralatan listrik di rumahmu terhubung secara paralel. Rangkaian paralel terdiri atas beberapa cabang arus.

Hambatan R1, R2, dan R3 dihubungkan secara paralel.

Perhatikan rangkaian paralel pada Gambar di atas. Arus listrik terpisah menjadi tiga, mengalir pada tiap cabang.

Rangkaian listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun paralel.

Jika kuat arus pada tiap cabang dijumlahkan, maka besarnya sama dengan kuat arus sebelum memasuki cabang. Ini merupakan bunyi dari Hukum I Khirrchoff, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.

Jika persamaan di atas diperluas untuk setiap cabang dalam rangkaian, maka akan berlaku kuat arus yang memasuki titik cabang sama dengan kuat arus yang meninggalkan titik cabang. Jika kenyataan ini diterapkan pada titik cabang A, maka akan berlaku seperti berikut.

I masuk ke titik cabang A = I keluar dari titik cabang A

atau

I = I1 + I2 + I3 + I4

4. Hambatan pengganti dalam rangkaian paralel

Beberapa hambatan yang dirangkaikan secara paralel dapat kita ganti dengan satu hambatan pengganti. Berapa besar hambatan pengganti dalam rangkaian paralel? Perhatikan tiga hambatanmyang dirangkaikan paralel padamGambar ini

Arus yang masuk cabang (Iin) sama dengan arus yang keluar (Iout).

Dalam rangkaian tersebut berlaku hubungan kuat arus sebagai berikut.

I = I1 + I2 + I3 +

Sesuai dengan hukum Ohm, persamaan tersebut dapat ditulis:

Seperti yang kamu amati dalam Kegiatan 4, beda potensial antara ujung-ujung hambatan pada rangkaian paralel besarnya sama dengan beda potensial sumber, atau

V = VAB = VCD = VEF . Akibatnya persamaan di atas dapat ditulis:

Persamaan di atas dapat diperluas untuk mencari hambatan pengganti R1, R2, R3, ..., Rn yang dirangkaikan paralel. Hambatan pengganti dapat diperoleh dari persamaan berikut.

dengan Rp = hambatan pengganti paralel ........................ Ω

5. Rangkaian campuran seri dan paralel

Dalam rangkaian yang kompleks, seperti rangkaian pada perangkat elektronik, kamu dapat menjumpai rangkaian yangbbterdiri dari gabungan rangkaian seri dan paralel. .

Untuk menghitung hambatan penggantinya kamu cari dulu hambatan pengganti R1, R2, dan R3 yang terangkai secara paralel. Rangkaian selanjutnya dapat disederhanakan menjadi rangkaian seri.

(a) R1, R2, dan R3 terangkai paralel, dengan hambatan pengganti Rp, (b) Hambatan pengganti totalnya adalah rangkaian seri Rp dengan R4.

Pemutus Arus

Tegangan listrik jala-jala (PLN) di rumahmu sebesar 220 V dan kuat arus yang mengalir dalam rangkaian listrik tersebut cukup besar.

Arus yang mengalir bisa menjadi sangat besar, jika terjadi hubungan singkat. Pada peristiwa hubungan singkat, arus listrik tidak melewati hambatan, tetapi langsung melewati kawat penghantar.

Peristiwa hubungan singkat terjadi jika isolator pembungkus kawat terkelupas. Akibat besarnya arus listrik pada kawat penghantar, maka terdapat energi listrik yang berubah menjadi panas.

Untuk mencegah hubungan singkat, maka rangkaian listrik harus segera terbuka (arus tidak mengalir) begitu terjadi hubungan singkat. Caranya adalah dengan memasang kawat penghantar yang relatif mudah terputus pada rangkaian listrik.

Jika terdapat arus berlebih pada rangkaian, dan arusnya melebihi batas arus pada sekering, maka sekering tersebut segera meleleh dan putus.

Pemilik rumah tinggal mencari dan memperbaiki apa yang menyebabkan terjadi hubungan singkat. Selanjutnya ia harus mengganti sekering yang telah putus dengan sekering baru yang sama dengan sekering semula.

berikut ini video cara membuat rangkaian listrik