Blogdope.com – Pengertian dan jenis rangkaian listrik lengkap dengan rumus dan contoh soal. Peran listrik dalam hidup kita sehari-hari sangatlah penting. Listrik sudah menjadi bagian hampir tak terpisahkan dalam masyarakat.
Tentu kita wajib berterima kasih pada Michael Faraday. Seorang ilmuwan Ingris yang memperoleh sebutan “Bapak Listrik” karena penemuan-penemuannya di bidang listrik.
Meskipun sebenarnya, banyak ilmuwan lain yang juga berjasa dalam perkembangan listrik.
Nah, energi listrik tidak akan bisa berjalan dengan optimal jika berdiri sendiri. dengan kata lain, listrik dapat berfungsi maksimal jika terdapat rangkaian listrik.
Apakah yang dimaksud dengan rangkaian listrik?
Apa sajakah jenis rangkaian listrik?
Paparan di bawah ini akan menjelaskan pengertian dan jenis rangkaian listrik lengkap dengan rumus dan contoh soal. So..baca baik-baik ya 😀
Baca Juga: Penjelasan Lengkap Efek Compton dilengkapi dengan Rumus dan Contoh Soal
Penjelasan Jenis dan Rumus Rangkaian Listrik
1. Pengertian Rangkaian Listrik
Pernahkah Anda mengamati, mengapa sebuah lampu di rumah kita bisa menyala?
Mengapa semua peralatan elektronik bisa menyala dan berfungsi manakala kabelnya dihubungkan ke panel stop kontak listrik?
Jawabannya ternyata sederhana.
Lampu dan peralatan elektronik lainnya bisa menyala dan berfungsi karena adanya aliran energi listrik. Listrik sendiri merupakan bagian kecil dari sebuah atom.
Sedangkan struktur atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron. Perhatikan ilustrasi atom di bawah ini.
Unsur atom yang berupa proton memiliki muatan listrik positif, sedangkan muatan negatif termuat pada unsur elektron.
Terdapat 1 (satu) lagi unsur atom, yaitu neutron. Berbeda dengan proton dan elektron, unsur neutron tidak memiliki muatan.
Silahkan simak penjelasan tentang unsur inti atom pada artikel 3 Partikel Penyusun Atom.
Pada gambar di atas, nampak elektron yang mengelilingi inti atom (proton dan neutron). Karena muatan elektron berlawanan dengan proton, sehingga berakibat terjadi tarik menarik.
Elektron dapat berpindah dari atom satu ke atom lainnya jika terdapat lebih dari satu atom.
Proses perpindah elektron dan proton yang terjadi dengan cepat itulah yang menghasilkan listrik.
Apabila terjadi perpindahan atau transfer elektron dari objek bermuatan negatif ke objek bermuatan positif, maka terdapat muatan statis.
Muatan statis tidak memiliki aliran elektron, sehingga tidak ada arus listrik.
Kesimpulannya arti rangkaian listrik adalah jalur atau sambungan yang terdiri atas kumpulan elemen atau komponen listrik yang dihubungkan dengan cara tertentu agar terjadi aliran elektron.
2. Pengertian Arus Listrik
Sebelum membahas tentang jenis-jenis rangkaian listrik, terlebih dahulu kita harus memahami apa itu arus listrik.
Pengertian arus listrik adalah pergerakan elektron di sepanjang jalur, terlepas dari jumlah elektron yang mengalir.
Jalur pergerakan elektron di sini berupa konduktor atau penghantar. Logam yang dapat berfungsi sebagai konduktor misalna alumunium, tembaga, dan perak.
Inilah sebabnya sebagian besar kabel listrik terbuat dari bahan berupa tembaga. Tujuannya adalah agar dapat mengalirkan elektron dari sumber listrik ke objek penerima listrik.
Arus listrik secara internasional disimbolkan dengan “I” dengan satuan besaran Ampere. Sedangkan alat ukur kuat arus listrik disebut Amperemeter.
Nama Ampere di ambil dari nama seorang ahli fisika bernama Jean Marie Ampere.
Selain Ampere, kita juga seringkali mendapat istilah Voltage atau tegangan.
Arti tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik rangkaian listrik. Simbol tegangan listrik adalah “V”. Adapun alat ukur tegangan listrik disebut Voltmeter.
Baca Juga: Pengertian Arus Listrik Dilengkapi Pembahasan tentang Sifat, Jenis, Rumus, dan Contoh Soal
Jenis-jenis Rangkaian Listrik
Sebelum membahas lebih dalam tentang jenis-jenis rangkaian listrik, mari kita pahami dulu dasar dan simbol yang biasa terdapat pada rangkaian listrik.
Perhatikan gambar di bawah ini.
Penerapan penggunaan simbol komponen listrik dalam sebuah rangkaian listrik dapat di amati pada ilustrasi berikut ini.
Dalam teori kelistrikan, sebuah rangkaian listrik terbagi menjadi 3 (tiga) jenis berdasarkan cara merangkainya. Ketiga jenis rangkaian listrik tersebut terdiri atas:
Pertama, rangkaian listrik seri
Kedua, rangkaian listrik paralel
Ketiga, rangkaian listrik campuran
Berikut ini pembahasan selengkapnya.
1. Rangkaian Listrik Seri
Jenis rangkaian listrik yang pertama ialah rangkaian seri. Arti rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang elemen atau komponennya tersusun secara sejajar.
Misalnya tiga buah hambatan dirangkai seri dan dihubungkan dengan sebuah bateri seperti gambar berikut.
Pada gambar di atas, baterai berfungsi sebagai sumber listrik. Sumber listrik ini memiliki dua buah kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif.
Konsep listrik yang harus selalu kita ingat adalah bahwa elektron bergerak dari kutub positif ke negatif. Sehingga elektron bergerak meninggalkan kutub positif dan menimbulkan arus listrik.
Sementara itu, arus listrik akan terus mengalir di sepanjang jalur penghantar yang akan melewati hambatan berupa lampu.
Ketika lampu dilewati aliran listrik, maka lampu akan menyala dan aliran listrik kembali ke baterai.
Dengan demikian dapat kita simpulkan bahwa ketika arus listrik yang mengalir melewati lampu 1, 2, 3 adalah sama. Inilah salah satu ciri khas rangkaian listrik seri.
Untuk menuliskan notasi nilai arus listrik yang sama, dapat kita tuliskan ke dalam bentuk matematis berikut.
Itotal = I1 = I2 = I3 = …
Lain halny ajika tegangan pada lampu 1, 2, dan 3 berbeda-beda namun jika kita jumlahkan akan sama dengan tegangan sumber.
Secara matematis kondisi tersebut dapat dituliskan menjadi:
Vtotal = V1 + V2 + V3 + …
Sedangkan hambatan total dalam rangkaian seri dituliskan
Rtotal = R1 + R2 + R3 + …
2. Rangkaian Listrik Paralel
Pengertian rangkaian listrik paralel adalah rangkaian listrik yang elemen atau komponennya tersusun secara bercabang atau bertingkat.
Perhatikan contoh ilustrasi rangkaian listrik paralel berikut.
Dari ilustrasi tersebut, dapat dijabarkan bahwa elektron yang bergerak dari baterai mengalir melalui jalur atau penghantar berupa kabel.
Ketika terdapat 2 cabang kabel, maka arus listrik akan terpecah menjadi 2, sehingga arus listrik pada rangkaian paralel dapat dituliskan dengan notasi
Itotal = I1 + I2 + I3 + …
Berbeda dengan rangkaian ser, tegangan llistrik pada rangkaian paralel sama besar. Notasinya sebagai berikut.
Vtotal = V1 = V2 = V3 = …
Kita dapat menggunakan rumus berikut ini untuk mencari nilai hambatan pada rangkaian listrik paralel.
3. Rangkaian Listrik Campuran
Selain jenis rangkaian listrik seri dan paralel, kita juga mengenal jenis rangkaian lsitrik campuran.
Sedangkan pengertian rangkaian listrik campuran adalah sebuah rangkaian listrik yang merupakan penggabungan rangkaian listrik seri dan paralel menjadi satu.
Perhatikan ilustrasi rangkaian listrik campuran di bawah ini.
Penting untuk diingat:
Untuk menghitung nilai hambatan pada rangkaian listrik campuran, terlebih dahulu hitung hambatan total pada rangkaian paralel. Kemudian jumlahkan dengan hambatan pada rangkaian seri.
Penerapan Rangkaian Listrik dalam Kehidupan Sehari-hari
Berikut admin sajikan beberapa contoh penerapan rangkaian listik dalam kehidupan sehari-hari.
1. Rangkaian Seri
- Beberapa lampu yang dirangkai seri sehingga hanya memiliki satu tombol swith On/Off untuk menghidupkan dan mematikan.
- Lampu TL (Tube Lamp) masih menggunakan komponen ballasr, dan di dalam box-nya menggunakan rangkaian seri.
- Di dalam alat setrika, terdapat rangkaian seri dengan kenis bimetal. Ini berfungsi sebagai pengatur temperatur (temperature control)
2. Rangkaian Paralel
Sedangkan contoh rangkaian listrik paralel misalnya
- Instalasi listrik di rumah-rumah konsumen
- Distribusi listrik dari PLN ke rumah konsumen
Nah, agar Anda dapat semakin memahami konsep rangkaian listrik, di bawah ini admin sajikan beberapa contoh soal tentang rangkaian listrik.
Contoh Soal tentang Rangkaian Listrik
Soal 1
Perhatikan gambar di bawah ini!
Jika tegangan sumber 20 Volt, tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut!
Pembahasan
Diketahui :
- R1= 6 Ω
- R2= 4 Ω
- R3 = 8 Ω
- V = 20 Volt
Ditanya :
I=…?
Jawab :
R1, R2, dan R3 dirangkai seri sehingga Hambatan pengganti atau total adalah
R = R1+R2+R3
= 6 + 4+ 8
= 18 Ω
Sehingga kuat arus yang mengalir adalah
I = V/ R
= 12 volt/ 18 Ω
= 0.667 A
Soal 2
Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini.
Dari gambar tersebut, tentukan:
a. Hambatan penggati/total
b. arus listrik dari rangkaian tersebut
c. tegangan masing-masing resistor
d. Gambarkan grafik tegangan terhadap hambatan
Pembahasan
a. Karena rangkaian tersebut merupakan rangkaian seri maka
R total = R1+R2+R3+R4
= 6 +4 +5+10
= 25 Ohm
b. Arus listrik yang mengalir pada rangkaian ialah
I = V/R = 15 volt/25ohm =3/5 A= 0.6 A
c. Tegangan masing-masing hambatan dapat dicari dengan
1. V1 = I x R1 = 3/5 x 6 = 3.6 v
2. V2 = I x R2 = 3/5 x 4 = 2.4 v
3. V3 = I x R3 = 3/5 x 5 = 3 v
4. V4 = I x R4 = 3/5 x 10 = 6 v
d. Grafik tegangan terhadap hambatan pada rangkaian seri
Grafik tersebut jelas menggambarkan pada bahwa rangkaian seri, semakin besar nilai hambatan maka semakin besar pula tegangannya. Hal tersebut terjadi karena kuat arus listriknya sama.
Baca Juga Artikel Penting Lainnya:
- Pengertian Arus Listrik Dilengkapi Pembahasan tentang Sifat, Jenis, Rumus, dan Contoh Soal
- Inilah Pengertian dan Rumus Medan Listrik Dilengkapi Contoh Soal
- Bagaimanakah Rumus Listrik Statis dan Listrik Dinamis dan Contoh Soal yang Tepat?
Demikian pembahasan tentang pengertian dan jenis rangkaian listrik lengkap dengan rumus dan contoh soal yang dapat admin sajikan pada kesempatan kali ini.
Akhirnya, admin berharap semoga paparan tersebut dapat menambah luas khasanah pengetahuan dan wawasan Anda tentang ilmu Fisika, utamanya pada bahasan rangkaian listrik.
Terima kasih dan semoga bermanfaat.
