Rangkaian Listrik -

Rangkaian listrik adalah suatu jalur atau rangkaian sehingga elektron dapat mengalir dr sumber voltase atau arus listrik. Proses perpindahan elektron inilah yg kita kenal selaku listrik.

Elektron mampu mengalir pada material penghantar arus listrik yakni konduktor. Oleh alasannya adalah itu kabel digunakan pada rangkaian listrik sebab kabel terbuat dr tembaga yg mampu menghantarkan arus listrik. Tempat dimana elektron masuk ke dlm rangkaian listrik dinamakan dgn sumber listrik. Setiap benda yg memakai listrik untuk penggunaannya disebut selaku beban listrik.

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Listrik Statis

Dioda

Pada gambar dibawah, lampu merupakan beban listrik & sumber listrik berasal dr baterai; listrik mengalir lewat kabel & sakelar berfungsi untuk memutus atau menyambungkan anutan listrik. Untuk menggambar rangkaian listrik, kita mesti menyederhanakan gambar mirip pada acuan dibawah dr gambar A menjadi gambar B.

rangkaian listrik gambar

Benda apapun dapat menjadi beban listrik, oleh karena itu simbol universal untuk beban listrik yaitu kendala (resistor). Kaprikornus, simbol lampu pada rangkaian diatas mampu diganti menjadi simbol hambatan mirip pada gambar dibawah.

beban hambatan listrik

Terdapat dua tipe rangkaian yakni: rangkaian seri & rangkaian paralel. Rangkaian seri & paralel mampu dikombinasikan sehingga menjadi rangkaian variasi atau campuran.

Daftar Isi

Rangkaian Seri

Rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian listrik yg komponennya disusun dengan-cara berderetan cuma lewat satu jalur aliran listrik. Contohnya adalah sebuah rangkaian yg mempunyai dua resistor, tetapi hanya terdapat satu jalur kabel untuk mengalirkan listrik mirip pada gambar dibawah ini.

gambar rangkaian seri

Pada rangkaian seri, arus listrik yg mengalir besarnya sama tiap elemen & dirumuskan dengan:

Hukum Newton

$I_ masuk = I_1 = I_2 = I_3 = \cdots = I_n = I_ keluar$

Total kendala resistor pada rangkaian seri merupakan penjumlahan masing-masing hambatannya yg dirumuskan dengan:

$R_ seri = R_1 + R_2 + R_3 + \cdots + R_n$

Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel merupakan suatu rangkaian listrik yg komponennya disusun sejajar dimana terdapat lebih dr satu jalur listrik (bercabang) dengan-cara paralel. Contohnya adalah sebuah rangkaian yg mempunyai dua resistor dimana terdapat satu jalur kabel untuk setiap resistor mirip pada gambar dibawah ini.

rangkaian paralel

Sesuai dgn Hukum Kirchoff 1, arus listrik yg masuk harus sama dgn arus keluar. Sehingga pada rangkaian paralel besarnya arus sebelum masuk ke cabang sama dgn besar arus sehabis keluar dr cabang & dirumuskan dengan:

$I_ masuk = I_1 + I_2 + I_3 + \cdots + I_n$

Sesuai dgn Hukum Ohm, maka total kendala resistor pada rangkaian paralel merupakan jumlah dr kebalikan kendala tiap-tiap komponen & dirumuskan dengan:

$\frac 1 R_ paralel = \frac 1 R_1 + \frac 1 R_2 + \frac 1 R_3 + \cdots \frac 1 R_n$

Contoh Soal Rangkaian Listrik & Pembahasan

Contoh Soal 1

Perhatikan gambar dibawah ini:

contoh soal rangkaian listrik

Diketahui I₁=I₂=2 Ampere, I₃=I₄=1,5 Ampere, R₁=2 Ω, R₂=8 Ω, R₃=6 Ω, & R₄=4 Ω. Berapa besar Voltase pada rangkaian tersebut?

a) 140 V

b) 7,29 V

c) 6,72 V

d) 2,86 V

Solusi:

Pertama, kita cari arusnya dgn Hukum Kirchoff 1:

$I_ masuk = I_ keluar$

$I_ masuk = I_1 = I_2 = I_3 = I_4$

$I_ masuk = 2A + 2A + 1,5A + 1,5A = 7A$

Kemudian, total kendala paralelnya dicari dengan:

$\frac 1 R_ paralel = \frac 1 R_1 + \frac 1 R_2 + \frac 1 R_3 + \frac 1 R_4$

$\frac 1 R_ paralel = \frac 1 2 \Omega + \frac 1 8 \Omega + \frac 1 6 \Omega + \frac 1 4 \Omega + \frac 25 24 \Omega$

$R_ paralel = \frac 24 \Omega 25 = 0,96 \Omega$

Lalu, untuk mencari Voltase digunakan Hukum Ohm:

$V = I \times R = 7A \times 0,96 \Omega = 0,672 V$

Maka, tanggapan yg benar adalah C.

Contoh Soal 2

Sebuah dapur mempunyai tiga perlengkapan elektronik yg terpasang pada jalur listrik 120 Volt, yaitu: panggangan microwave 1200 Watt, pemanas air 850 Watt, & rice cooker 900 Watt. Arus listrik akan terputus pada circuit breaker PLN yg terpasang kalau melebihi 15 Ampere. Dari ketiga benda elektronik tersebut, manakah yg dapat dipakai dengan-cara bersama-sama tanpa memutuskan circuit breaker yg mampu menetapkan arus listrik?

a) oven microwave, penghangat air, & rice cooker

Tata Surya

b) panggangan microwave & pemanas air

c) panggangan microwave & rice cooker

d) penghangat air & rice cooker

Solusi:

Kita harus tahu bahwa stop kontak di rumah kita merupakan rangkaian paralel sehingga masing-masing jalur tak mempengaruhi jalur lain & saat salah satu jalur terputus, maka jalur lainnya akan tetap mampu mengaliri arus listrik. Agar lebih jelasnya, amati gambar di bawah ini.

contoh aplikasi rangkaian listrik

Dengan arus listrik maksimal 15 Ampere pada voltase 120 volt, maka besarnya daya listrik optimal pada dapur tersebut yakni:

$P = V \times I = 120V \times 15A = 1800 Watt$

Agar tak terjadi “mati listrik” sebab turunnya circuit breaker, maka penggunaan alat-alat elektronik tak boleh melampaui 1800 Watt.

Oven microwave + penghangat air + rice cooker: 1200 W + 850 W + 900 W = 2950 W

Oven microwave + pemanas air: 1200 W + 850W = 2050 W

Oven microwave + rice cooker: 1200 W + 900 W = 2100 W

Rice cooker + pemanas air: 900 W + 850 W = 1750 W

Kaprikornus, pada dapur hanya bisa dioperasikan rice cooker & penghangat air dengan-cara bersama-sama. Semua variasi lain selain kedua perlengkapan diatas akan menurunkan circuit breaker sehingga listrik akan padam.

Maka, tanggapan yg benar yaitu D.

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FTUI

Materi Sosiologiku.com lainnya:

Listrik Statis

GLBB

Elastisitas Fisika