Listrik Dasar : Sifat dan Rangkaian Listrik Seri, Paralel serta Campuran

Pada dasarnya, dalam sebuah rangkaian kelistrikan dibedakan menjadi tiga kategori yaitu rangkaian kelistrikan seri, rangkaian kelistrikan paralel dan rangkaian kelistrikan campuran atau gabungan seri-paralel.

Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut ini :

Rangkaian seri

Rangkaian kelistrikan secara seri terdiri dari beberapa komponen tahanan (resistor) yang dihubungkan antara satu komponen dengan komponen lainnya secara berderetan, serta pada rangkaian listrik secara seri hanya terdapat satu jalur yang digunakan untuk mengalirkan listrik sehingga jika satu komponen rusak maka akan mempengaruhi aliran listrik yang menuju ke komponen berikutnya.

Sifat-sifat dari rangkaian listrik yang disusun secara seri ini antara lain :

1. Arus yang mengalir pada tiap-tiap bagian atau komponen pada rangkaian kelistrikan tersebut adalah sama besar (I_tot = I₁= I₂ = I₃ dst).
2. Tegangaan sumber adalah sama besar dengan penjumlahan tegangan yang ada pada tiap-tiap bagian atau komponen pada rangkaian kelistrikan tersebut (V_s = V₁ + V₂ + V₃ dst).
3. Tahanan total pada rangkaian tersebut didapatkan dari penjumlahan semua tahanan pada tiap-tiap bagian atau komponen yang ada pada rangkaian kelistrikan tersebut (R_tot = R₁ + R₂ + R₃ dst).

Sebagai contoh, pada rangkaian listrik dibawah ini disusun secara seri dengan mempunyai dua buah tahanan, yang masing-masing tahanan memiliki nilai 2 Ω dan 4 Ω dan dihubungkan dengan baterai yang memiliki tegangan sebesar 12 V.

Pada rangkaian listrik yang disusun secara seri diatas, dapat dicari tahanan totalnya yaitu dengan cara melakukan penjumlahan semua tahanan yang ada pada rangkaian tersebut.

Sedangkan unuk menentukan besar arus yang mengalir pada rangkaian tersebut, dapat dicari dengan cara :

Kemudian, besar tegangan yang ada pada masing-masing tahanan dapat dicari dengan cara :

Rangkaian paralel

Rangkaian listrik secara paralel ini banyak diaplikasikan untuk rangkaian kelistrikan pada kendaraan. Pada rangkaian listrik yang disusun secara paralel, komponen-komponennya disusun secara bercabang.

Sifat-sifat dari rangkaian listrik yang disusun secara paralel ini antara lain :

1. Besar arus yang mengalir pada tiab-tiap cabang pada rangkaian kelistrikan tersebut berbeda, hal ini tergantung dari besarnya tahanan yang ada pada cabang tersebut. Arus total pada rangkaian paralel ini didapatkan dari penjumlahan besarnya arus yang melewati tiap-tiap cabang (I_tot = I₁ + I₂ + I₃ dst).
2. Tegangan pada tiap-tiap cabang sama besar dengan tegangan sumber atau tegangan total (V_tot = V₁= V₂ = V₃ dst).
3. Tahanan total pada rangkaian tersebut didapatkan dari jumlah kebalikan dari semua tahanan yang terdapat pada masing-masing cabang di rangkaian tersebut 1/R_tot = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ dst).

Sebagai contoh, pada rangkaian kelistrikan yang disusun secara paralel, memiliki tahanan pada masing-masing cabang sebesar 6 Ω dan 3 Ω dan dihubungkai dengan baterai yang memiliki tegangan 12 V.

Tahanan total dapat dicari dengan cara :

Tegangan pada masing-masing tahanan pada cabang adalah sama besar.

Untuk menentukan arus yang mengalir pada tiap-tiap tahanan dapat ditentukan dengan cara :

Sedangkan untuk menentukan arus total pada rangkaian paralel tersebut, dapat dicari dengan cara dua cara, yang pertama dengan menjumlahkan kedua arus yang mengalir :

Cara kedua yaitu dengan membagi tegangan dengan tahanan total :

Rangkaian gabungan (seri-paralel)

Rangkaian gabungan atau campuran merupakan rangkaian kelistrikan yang tersusun dari gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel.

Sebagai contoh, sebuah rangkaian listrik disusun seperti pada gambar dibawah ini :

Tahanan pada rangkaian diatas antara R₁ disusun secara seri dengan tahanan R₂ dan R₃ kemudian antara tahanan R₂ dengan tahanan R₃ disusun secara paralel.

Pertama-tama kita cari pada rangkaian paralel terlebih dahulu antara R₂ dan R₃ dengan cara :

Setelah itu, bisa dicari tahanan totalnya yaitu dengan cara menjumlahkan antara tahanan R₁ dan tahanan R_p karena kedua tahanan tersebut disusun secara seri.

Besar arus total dapat dicari dengan cara :

Kemudian untuk menentukan arus yang mengalir pada tiap-tiap cabang, lagkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan besar tegangan yang mengalir pada kedua cabang tersebut, maka dapat dicari dengan cara :

Maka besar arus yang mengalir pada R₂ adalah :

Sedangkan besar arus yang mengalir pada R₃ adalah :

Bagikan Artikel ini