Rangkaian Hambatan Listrik

Landasan Teori

Secara umum rangkaian hambatan dikelompokkan menjadi rangkaian hambatan seri, hambatan paralel, maupun gabungan keduanya. Untuk membuat rangkaian hambatan seri maupun paralel minimal diperlukan dua hambatan. Adapun, untuk membuat rangkaian hambatan kombinasi seri-paralel minimal diperlukan tiga hambatan. Jenis-jenis rangkaian hambatan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Oleh karena itu, jenis rangkaian hambatan yang dipilih bergantung pada tujuannya. Hambatan seri Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berurutan disebut hambatan seri. Hambatan yang disusun seri akan membentuk rangkaian listrik tak bercabang. Kuat arus yang mengalir di setiap titik besarnya sama. Tujuan rangkaian hambatan seri untuk memperbesar nilai hambatan listrik dan membagi beda potensial dari sumber tegangan. Rangkaian hambatan seri dapat diganti dengan sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti seri (Rs). Tiga buah lampu masing-masing hambatannya R1, R2, dan R3 disusun seri dihubungkan dengan baterai yang tegangannya V menyebabkan arus listrik yang mengalir I. Tegangan sebesar V dibagikan ke tiga hambatan masing-masing V1, V2, dan V3, sehingga berlaku: V = V1 + V2 + V3 Berdasarkan Hukum I Kirchoff pada rangkaian seri (tak bercabang) berlaku: I = I1 = I2 = I3 Hambatan Paralel Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berdampingan disebut hambatan paralel. Hambatan yang disusun paralel akan membentuk rangkaian listrik bercabang dan memiliki lebih dari satu jalur arus listrik. Susunan hambatan paralel dapat diganti dengan sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti paralel (Rp). Rangkaian hambatan paralel berfungsi untuk membagi arus listrik. Tiga buah lampu masing masing hambatannya R1, R2, dan R3 disusun paralel dihubungkan dengan baterai yang tegangannya V menyebabkan arus listrik yang mengalir I. Besar kuat arus I1, I2, dan I3 yang mengalir pada masingmasing lampu yang hambatannya masing-masing R1, R2, dan R3. sesuai Hukum Ohm dirumuskan: I1 = V/R1       I2 = V/R2    I3 = V/R3 Ujung-ujung hambatan R1, R2, R3 dan baterai masing masing bertemu pada satu titik percabangan. Besar beda potensial (tegangan) seluruhnya sama, sehingga berlaku: V = V1 = V2 = V3 Besar kuat arus I dihitung dengan rumus: I = V/Rp rumus hambatan pengganti paralel: 1/Rp = 1/R1 + 1/R2  + 1/R3 Pada dasarnya hambatan listrik (resistor) dapatt di rangkai menjadi 2 (dua) macam yaitu rangkaian memanjang (SERI) dan rangkaian bercabang (PARALEL). 2 buah hambatan atau lebih yang dirangkai secara memanjang berarti kaki resistor sesudahnya disambung dengan kaki resistor sebelumnya (kaki kiri resistor 2 nyambung dengan kaki kanan resistor 1) dan seterusnya. untuk hambatan totalnya tinggal kita jumlahkan nilai tiap hambatan yang ada. Yang namanya cabang berarti tidak dalam 1 jalur.  2 resistor yang dirangkai secara bercabang (paralel) berarti 2 resistor tersebut di buat dalam 2 jalur/cabang. Jika ada 3 resistor maka cabangnya juga ada 3. Nilai hambatan totalnya adalah : dari persamaan-persamaan di atas terlihat bahwa resistor yang dirangkai secara SERI maka hambatan totalnya akan semakin besar sedangkan yang dirangkai secara PARALEL hambatannya semakin kecil. Rangkaian Hambatan Listrik Agar arus listrik dan tegangan listrik dalam rangkian dapat diperoleh sesuai dengan yang kita butuhkan maka perlu di atur dengan menambahkan hambatan dalam rangkaian. Namun demikian terkadang kita tidak mendapatkan nilai hambatan yang sesuai, dengan demikian kita perlu merangkai dua atau lebih hambatan agar mendapatkan nilai hambatan yang sesuai. Setidaknya ada dua jenis cara menyusun hambatan dalam rangkaian, yaitu secara seri dan paralel. Apakah perbedaan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel?  Rangkaian manakah yang menghasilkan hambatan pengganti lebih besar, dan rangkaian jenis apakah yang menghasilkan hambatan pengganti lebih kecil. Berikut ini adalah jenis-jenis rangkaian listrik. A.    Rangkaian hambatan Seri Rangkaian hambatan seri adalah rangkaian hambatan yang disusun berderet (tidak bercabang). Jika pada setiap titik dipasang amperemeter, maka besarnya arus listrik yang melalui setiap hambatan adalah sama besar. I1 =  I2 = I Sedangkan tegangan diantara a-b (Va-b), diantara b-c (Vb-c) dan diantara a-c (Va-c) memiliki hubungan : Va-c = Va-b + Vb-c,       berdasarkan hal tersebut jika hukum ohm dimasukkan dalam perhitungan maka I Rs = I1R1 + I2R2,             karena I1 = I2 = I maka Rs = R1 + R2 Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa besarnya hambatan pengganti dalam rangkaian seri sama dengan hasil penjumlahan aljabar semua hambatan. Sehingga nilai hambatan pengganti selalu lebih besar daripada nilai hambatan yang disusunnya. Contoh, Dua buah hambatan masing-masing 4 ohm, jika dua bauah hambatan di rangkai dalam bentuk seri, maka hitunglah besarnya rangkaian pengganti. Diketahui R1 = R2 = 4 ohm Jawab: Rs = R1 + R2 Rs = 4 ohm + 4 ohm Rs = 8 ohm B.     Rangkaian hambatan Paralel Rangkaian hambatan paralel adalah rangkaian hambatan yang bercabang. Jika pada setiap cabang di pasang amperemeter maka jumlah arus listrik yang menuju titik cabang sama dengan jumlah arus listrik yang meninggalkan titik cabang. Pernyataan ini di kenal dengan hukum I Kirchhoff. Dengan demikian dapat dituliskan :   I = I1 + I2,  Jika volt meter dipasang pada tiap-tiap ujung hambatan dalam rangkaian, maka beda potensial masing-masing hambatan besarnya sama. Dengan demikian dapat dituliskan : V1 = V2 = V Dari hukum ohm: I = V/R  maka persamaan tersebut dapat dituliskan menjadi: karena V1 = V2 = V    maka      , atau  Rp = (R1.R2)/(R1+R2) Contoh, Dua buah hambatan masing-masing 4 ohm, jika dua bauah hambatan di rangkai dalam bentuk paralel, maka hitunglah besarnya rangkaian pengganti. Diketahui R1 = R2 = 4 ohm Jawab: Rp = (R1.R2)/(R1+R2) Rp = (4x4)/(4+4) Rp = 16/8 Rp = 2 ohm