Menghitung Hambatan, Arus dan Tegangan Listrik

Sebelum kita menghitung hambatan, arus dan tegangan listrik, kita harus terlebih dahulu mengetahui jenis rangkaian apa yang dipakai. Karena nantinya akan mempengaruhi keakuratan hasil perhitungan kita sendiri.

Arah Arus Listrik

  • Arus Searah ( Direct Current ). Arus searah ( DC ) adalah arus yang mengalir dalam arah yang tetap ( konstan ). Dimana masing – masing terminal selalu tetap polaritasnya. Misalkan sebagai kutub ( + ) selalu menghasilkan polaritas positif begitu pula   sebaliknya. Beberapa contoh sumber arus searah ( DC ) adalah battery, accu, dynamo.
  • Arus Bolak – balik ( Alternating Current ). Arus bolak – balik ( AC ) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang   selalu berubah – ubah. Dimana masing – masing terminalnya  polaritas yang   selalu bergantian. Contoh Alternator ( AC generator ), PLN.

Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri, setiap alat listrik dihubungkan ke alat listrik lain sedemikian rupa sehingga arus yang sama mengalir ke seluruh alat. Karakteristik sebuah rangkaian seri adalah bahwa, jika salah satu alat dimatikan, rangkaian akan mati dan tidak ada arus yang mengalir di dalam alat manapun di dalam rangkaian tersebut.

Hambatan Seri

Besarnya tahanan total (Rt) Rt = R1 + R2 + R3 . Untuk tahan seri sebanyak N tahanan dapat dirumuskan Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + . . . + Rn

Catatan: Rt lebih besar dari nilai resistor yang ada.

Contoh : Tiga buah tahanan dihubungkan secara seri, R1 = 100Ω, R2 = 50 Ω, R3 = 75 Ω. Berapakah besar nilai tahanan penggantinya.

Penyelesaian:

Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + . . . + Rn

Rt = R1 + R2 + R3

Rt = 100 + 50 + 75

Rt = 225 Ω

Arus dalam rangkaian

Sebagaimana telah kita pelajari bahwa hanya ada satu jalur untuk arus mengalir ke dalam rangkaian seri. Sekarang, Mari kita hubungkan sebuah ammeter secara seri ke rangkaian dan perhatikan apa yang terjadi. Maka dengan demikian, ammeter harus selalu disambungkan secara seri pada setiap rangkaian.

Jika arus yang mengalir dari catu daya (supply) listrik adalah 2 A – seperti pada Gambar 20 di atas, maka kita melihat penunjukan pada ammeter At, A1, A2, dan A3, semua pembacaannya sama, yaitu 2 A. Dengan kata lain, arus yang mengalir pada semua bagian rangkaian seri tersebut adalah sama. Ini dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut:

Baca Juga :  Flow Control Valve, Fungsi, Jenis Dan Cara Kerjanya

It (I total) = I1 = I2 = I3, dan seterusya

Tegangan rangkaian seri

Sekarang mari kita perhatikan pembagian tegangan di dalam rangkaian seri dengan memasang sebuah voltmeter pada saluran catu daya (supply) dan juga pada setiap komponen R1, R2, dan R3 seperti tampak pada Gambar di bawah ini.

Jumlah tegangan yang terbaca oleh voltmeter E1, E2, E3dan E4, seperti terlihat pada gambar merupakan tegangan total atau tegangan sumber. Kita telah mempelajari bahwa jumlah total tegangan catu (supply) disebut VT sama besarnya.

Dalam kenyataannya, penjumlahan dari masing-masing drop tegangan dalam rangkaian seri akan selalu sama dengan tegangan catu (supply) dan secara matematis ditulis sebagai berikut: VT (Vtotal) = VT + VT + VT dan seterusnya.

  • Drop tegangan pada tahanan seri

ETOTAL = E1 + E2 + E3 + E4

R1 : R2 : R3 : R4 = E1 : E2 : E3 : E4

R1/R tot = E1/E tot

Contoh: Tiga buah tahanan 2 Ω, 4 Ω dan 6 Ω dirangkaikan secara seri. Tegangan yang diberikan pada tahanan tersebut – Vtotal = 12 volt

Hitung:

1. Tahanan total (Rt)

2. Arus dalam rangkaian (It)

3. Drop tegangan pada masing-masing tahanan

Penyelesaian:

1. Tahanan total

Rt= R1 + R2 + R3

Rt= 2 + 4 + 6

Rt=12Ω

2. Arus rangkaian

I = V/R

  = 12/12

  = 1A

3. Drop tegangan pada R1, R2, R3, (arus yang pada rangkaian adalah sama)

VR1= It x R1

VR1= 1 x 2

VR1= 2 V

VR2= It x R2

VR2= 1 x 4

VR2= 4 V

VR3= It x R3

VR3= 1 x 6

VR3= 6

Memeriksa total tegangan pada rangkaian seri

V = VR1 + VR2 + VR3 = 2 + 4+ 6 = 12

V = VR1 + VR2 + VR3

V = 2 + 4 +6 = 12 volt

Dari nilai tersebut telah sesuai dengan tegangan sumber.

Rangkaian Paralel

Pada rangkaian paralel, berbagai alat dihubungkan dengan kawat paralel. Arus dibagi, sebagian mengalir ke satu alat, sebagian lainnya mengalir ke alat yang lain, dan seterusnya. Tegangan yang sama diberikan pada masing-masing alat, dan masing-masing alat dapat dimatikan dan dihidupkan sendiri-sendiri.

Baca Juga :  Fuel, Pengertian, Jenis Dan Alasan Penggunaannya

Tegangan pada rangkaian paralel

Baru saja kita pelajari bahwa tegangan supply pada sebuah rangkaian paralel adalah Samapada semua komponen. Hal ini bisa kita periksa dengan menyambung sejumlah voltmeter ke dalam rangkaian paralel seperti yang diperlihatkan pada gambar. Dengan kata lain, voltmeter selalu disambung secara paralel ke dalam rangkaian.

Dengan Voltmeter VT dalam Gambar tersebut di atas terbaca dengan total 12 V, dan kita juga akan megetahui bahwa voltmeter V1, V2, dan V3 terbaca 12 V atau, dengan kata lain, tegangan yang melewati semua komponen di dalam sebuah rangkaian paralel adalah sama. Ini dapat diuraikan secara matematis sebagai berikut:

VT (V total) = V1 = V2 = V3, dan seterusnya.

Arus dalam rangkaian paralel

Jika kita melihat pada gambar di atas, kita Akan melihat bahwa arus total di kutub positif akan terpisah melalui R1, R2, dan R3 dan kemudian akan menyatu kembali pada kutub negatif. Arus total melalui kutub positif Akan Sama dengan arus total melalui kutub negatif.Seperti telah kita pelajari bahwa jumlah saluran arus yang terjadi dalam rangkaian paralel adalah sama dengan jumlah komponen yang diparalelkan. Sekarang, Mari kita memperkenalkan beberapa ammeter ke dalam rangkaian untuk memeriksanya lebih lanjut.

Hambatan Paralel

Besarnya tahanan total (Rt) Rt = 1 / {1/R1 + 1/R2 +1/R3}. Untuk tahanan paralel sebanyak N tahanan dirumuskan Rt = 1 / {1/R1 + 1/R2 +1/R3 + …… + 1/Rn}

Contoh : Rangkaian paralel seperti pada gambar di bawah ini:

R1 = 10 Ω

R2 = 20 Ω

R3 = 30 Ω

maka :

Rt = 1/ {1/R1 + 1/R2 + 1/R3}

     = 1 / {1/10 + 1/20 + 1/30}

     = 1 / {6/60 + 3/60 + 2/60}

     = 1 / {11/60}

Rt = 60 / 11

Rt = 5,45 Ω

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.