FISIKA-RANGKAIAN SERI-PARALEL-Pertemuan 3

Listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok yang wajib ada di era serba digital seperti sekarang ini. Listrik dari pembangkit-pembangkit besar harus disalurkan ke masyarakat melalui beberapa cara. Mungkin Quipperian belum wajib tahu sih bagaimana proses distribusi listrik dari pembangkit sampai ke gardu-gardu listrik.

Hal yang setidaknya harus tahu adalah bagaimana bisa listrik menghidupkan seluruh peralatan di rumahmu, misalnya saja lampu. Listrik harus dialirkan melalui kabel-kabel yang keseluruhannya dihubungkan ke sumber tegangan listrik berupa colokan. Kabel-kabel tersebut dirangkai secara seri, paralel, atau campuran. Inilah penjelasan masing-masing rangkaian.

Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang seluruh komponen atau beban listriknya disusun secara berurutan. Artinya, inputan satu komponen atau beban berasal dari output komponen yang lain. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar lampu yang dirangkai seri berikut.

Gambar di atas menunjukkan bahwa lampu disusun secara berurutan. Artinya, kuat arus yang mengalir pada setiap lampu bernilai sama. Pada dasarnya, setiap lampu memiliki suatu hambatan yang nilainya sudah ditentukan oleh pabrikan.

Dengan demikian, komponen listrik yang akan Quipperian hitung nantinya adalah nilai hambatan pengganti total dalam rangkaian. Rangkaian seri memiliki sifat-sifat tertentu yang membedakannya dengan rangkaian paralel. Adapun sifat-sifat rangkaian seri adalah sebagai berikut.

Besarnya kuat arus yang mengalir pada masing-masing komponen atau beban adalah sama.
Rangkaian seri disebut juga rangkaian pembagi tegangan. Hal itu karena sumber tegangan akan dibagi ke dalam banyaknya komponen yang dirangkai secara seri.

Ternyata, rangkaian seri ini memiliki kelebihan dan kekurangan, lho. Apa saja kelebihan dan kekurangannya?

1. Kelebihan rangkaian seri

Adapun kelebihan rangkaian seri adalah sebagai berikut.

Jumlah kabel penghantar yang dibutuhkan pada rangkaian seri lebih sedikit atau hemat kabel.
Biaya pemasangan lebih murah.
Meskipun hambatan pada masing-masing beban tidak sama, beban tetap dilalui besar arus yang sama.

2. Kekurangan rangkaian seri

Adapun kekurangan rangkaian seri adalah sebagai berikut.

Apabila salah satu beban putus atau padam, maka beban yang lain akan ikut padam.
Lampu yang dirangkai secara seri tidak bisa menyala sama terang. Hal itu karena tegangan yang ada di setiap lampu berbeda-beda, bergantung besarnya hambatan.

Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah rangkaian yang seluruh komponen atau beban listriknya dirangkai secara berderet. Dengan demikian, inputan dari masing-masing beban berasal dari sumber yang sama. Untuk lebih jelasnya, simak gambar lampu yang dirangkai paralel berikut.
Jika diperhatikan, input masing-masing lampu berasal dari sumber tegangan yang sama. Artinya, masing-masing beban akan mendapatkan tegangan yang sama, sehingga arus yang mengalir pada setiap beban akan berbeda-beda.
Itulah mengapa rangkaian paralel disebut sebagai rangkaian pembagi arus. Lalu, seperti apa sifat rangkaian ini? Apakah sama dengan sifat rangkaian seri? Inilah sifat rangkaian paralel.
Masing-masing beban akan mendapatkan tegangan yang sama.
Besarnya arus yang mengalir pada beban bergantung pada besar kecilnya hambatan.
Hambatan total rangkaian paralel bernilai lebih kecil dari hambatan seri. Akibatnya, arus total yang mengalir akan semakin besar.
Sama seperti rangkaian seri, rangkaian paralel juga memiliki kelebihan dan kekurangan.
1. Kelebihan rangkaian paralel
Adapun kelebihan rangkaian paralel adalah sebagai berikut.
Seluruh lampu yang dirangkai paralel akan menyala sama terang.
Jika salah satu lampu padam, lampu yang lain tidak akan terpengaruh.
2. Kelemahan rangkaian paralel
Adapun kelemahan rangkaian paralel adalah sebagai berikut.
Kabel yang dibutuhkan lebih banyak, sehingga biaya yang dibutuhkan lebih besar daripada instalasi rangkaian seri.
Besarnya arus yang mengalir di setiap beban tidak sama, bergantung besarnya hambatan pada beban.
Nah, itu dia pembahasan sekilas tentang rangkaian seri dan paralel. Lantas, bagaimana cara menghitung hambatan total pengganti dan kuat arus total yang mengalir pada suatu rangkaian seri atau paralel? Tak usah khawatir, berikut ini pemaparannya.
Persamaan-Persamaan yang Berlaku pada Rangkaian Seri dan Paralel
Contoh rangkaian seri bisa kamu lihat pada gambar berikut.
Persamaan yang berlaku pada gambar di atas adalah:
Contoh rangkaian paralel bisa kamu lihat pada gambar berikut.
Persamaan yang berlaku pada gambar di atas adalah:
Agar pemahamanmu semakin bertambah, simak contoh soal berikut ini.
Contoh soal 1
Tiga buah hambatan identik dirangkai secara paralel. Jika nilai hambatan totalnya 0,75 Ohm, tentukan besarnya masing-masing hambatan!
Pembahasan:
Diketahui:
Rtotal = 0,75 Ohm
Ditanya: R₁, R₂, dan R₃ = …?
Pembahasan:
Kata identik berarti jenis dan material penyusun hambatan adalah sama, sehingga besarnya tiga hambatan juga sama. Untuk mencari besarnya hambatan masing-masing, gunakan persamaan berikut.
Jadi, besarnya masing-masing hambatan adalah 2,25 Ohm.
Contoh soal 2
Perhatikan rangkaian berikut.
Diketahui besarnya R₁ = 2 Ohm, R₂ = 3 Ohm, dan R₃ = 5 Ohm. Jika tegangan totalnya 24 Volt, tentukan besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian!
Pembahasan:
Diketahui:
R₁ = 2 Ohm
R₂ = 3 Ohm
R₃ = 5 Ohm
V_total = 24 Volt
Ditanya: I =…?
Pembahasan:
Pertama, Quipperian harus mencari besarnya hambatan total dalam rangkaian tersebut. Oleh karena ketiga hambatan disusun seri, gunakan persamaan berikut.
Selanjutnya, gunakan hukum Ohm untuk mencari besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian.

Jadi, besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian adalah 2,4 A.
Contoh soal 3
Perhatikan rangkaian berikut.
Diketahui besarnya R₁ = 4 Ohm, R₂ = 12 Ohm, dan R₃ = 6 Ohm. Jika tegangan totalnya 12 Volt, tentukan besarnya arus yang mengalir pada R₂!
Pembahasan:
Diketahui:
R₁ = 4 Ohm
R₂ = 12 Ohm
R₃ = 6 Ohm
Ditanya: I₂ =…?
Pembahasan:
Pertama, Quipperian harus mencari hambatan total dalam rangkaian.
Selanjutnya, tentukan besarnya I₂ berdasarkan persamaan hukum Ohm.
Jadi, besarnya hambatan yang mengalir pada R₂ adalah 1 A.
-------------------------------------------------------------------------------------------------
tugas:
kerjakan kuis berikut ini
dengan cara klik disini