LANDASAN TEORI
H. Certainty of Response Index(CRI)
I. Rangkaian Listrik Arus Searah
4. Susunan Seri-Paralel Hambatan Listrik
a. Susunan Seri
Ketika dua atau lebih hambatan (R) dihubungkan dari ujung ke ujung atau disusun secara beerderet tanpa ada cabang pada sumber arus listrik seperti gambar dibawah ini dikatakan hambatan dihubungkan secara seri.
R1 R2
I I I
Gambar 2. 4 Rangkaian seri
Hambatan-hambatan tersebut bisa berupa bola lampu, elemen pemanas atau alat penghambat lainnya. Pada susunan seri arus yang melewati setiap hambatan sama besar sedangkan beda potensialnya berbeda, sehingga kalau
hambatan satu dilepas maka arus yang ke hambatan lain pun akan terhenti. Misalnya ada 3 bola lampu yang dipasang secara seri dihubungkan dengan baterei. Jika arus ke bola satu diputuskan maka tidak ada arus yang mengalir ke bola lampu yang lain. Lampu-lampu yang disusun secara seri menyala lebih redup dari pada lampu yang disusun secara paralel. Hambatan yang dirangkai seri bisa diganti dengan satu hambatan lain. Misalnya resistor 1Ω, 3Ω, 5Ω dirangkai seri, bisa diganti dengan hambatan lain sebesar 9Ω. Tegangan pada ujung-ujung resistor adalah V = IR. Secara matematis dapat ditulis
RS= R1+ R2 +R3+ ...
1Ω 3Ω 5Ω
ekuivalen dengan 9Ω
Gambar 2.5 Rangkaian pengganti hambatan seri
Tiga prinsip susunan seri
1) Kuat arus yang melalui tiap-tiap komponen sama.
I1 =I2 =I3 = ...= I
2) Tegangan pada hambatan pengganti seri (V) sama dengan jumlah tegangan pada tiap-tiap komponen.
3) Susunan seri berlaku sebagai pembagi tegangan. Tegangan pada tiap-tiap komponen sebanding dengan hambatannya
V1 :V2:V3: ... = R1 :R2: R3+...
b. Susunan Paralel
Komponen-komponen listrik disebut disusun paralel jika komponen-komponen tersebut dihubungkan sedemikian sehingga tegangan pada ujung tiap-tiap komponen sama besarnya, meskipun besar hambatan masing-masing komponen tidak sama. Komponen listrik yang disusun secara paralel, arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda, sedangkan beda potensialnya sama. Jika ada dua komponen, maka kuat arus yang melaului R1adalah I1, dan kuat arus yang melewati R2 adalah I2, .sedangkan kuat arus yang diberikan oleh baterei adalah I. Pada titik cabang kuat arus yang masuk adalah I dan jika kuat arus yang keluar adalah I1dan I2maka
I = I1+ I2
Berdasarkan Hukum Ohm, R V I
Persamaan diatas dapat diubah menjadi:
) 1 1 ( 2 1 2 1 R V R R V R V I
Jika kedua hambatan yang dirangkai paralel ini dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti Rp, maka kuat arus yang diberikan oleh baterei pada rangkaian adalah
P
R V I
Secara umum, hambatan pengganti paralel dirumuskan sbb
2 1 1 1 1 R R RP
Kelebihan susunan paralel adalah bahwa arus dari sumber terbagi menjadi cabang-cabang yang terpisah sehingga jika kita memutuskan hubungan dengan hambatan yang satu, arus ke hambatan lain tidak terganggu. Intinya jika salah satu komponen rusak atau gagal, komponen-komponen lain dalam rangakaian masih tetap bekerja Misalnya ada 3 bola lampu yang dipasang secara paralel dihubungkan dengan baterei. Jika arus ke bola satu diputuskan maka masih ada arus yang mengalir ke bola lampu yang lain.
Empat prinsip susunan paralel komponen-komponen Listrik
a) Susunan paralel ini bertujuan untuk memperkecil hambatan suatu rangkaian
b) Tegangan pada ujung-ujung tiap komponen sama, yaitu sama dengan tegangan pada ujung-ujung hambatan pengganti paralelnya
c) Kuat arus yang melalui hambatan pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus yang melewati tiap-tiap komponen
Iparalel = I1 + I2+ I3+...
d) Susunan paralel sebagai pengganti arus dimana kuat arus yang melalui tiap-tiap komponen sebanding dengan kebalikan hambatanya.
I1 : I2: I3:...=. 1/R1: 1/R2: 1/R3:...
c. Susunan gabungan seri paralel
Kombinasi paralel mempunyai hambatan yang lebih kecil yaitu R/2 dibandingkan kombinasi seri yaitu 2R. Daya yang terpakai pada susunan paralel P = IV;
Susunan seri mempunyai hambatan 2R. Daya total yang terpakai P = IV;
Daya lebih besar pada rangkaian yang disusun paralel dengan demikian cahaya lebih terang pada susunan paralel
intensitas cahaya tiga bola lampu indentik A, B, dan C dengan A dan B disusun paralel dan diantaranya diberi saklar. Kalau saklar ditutup maka arus yang melewati lampu C harus dibagi menjadi dua bagian yang sama ketika mencapai titik cabang ke lampu A dan B. Arus terbagi sama karena hambatan
A dan B sama. Dengan demikian, lampu A dan B menerima setengah arus tersebut dan tidak secerah lampu C.
5. Rangkuman
Rangkaian Listrik arus searah meliputi:
a. Arus Listrik.
Arus listrik merupakan aliran muatan listrik. Arus listrik mengalir dari
titik yang berpotensial tinggi ke titik yang berpotensial rendah atau dari kutub positip ke kutub negatif. Besaran yang dipakai untuk mendeskripsikan arus adalah kuat arus yang diberi simbol I. Kuat arus didefenisikan sebagai jumlah muatan yang menembus penampang kawat tiap satuan waktu.
t q I
q = muatan listrik (coulomb, C)
I = Kuat arus listrik (ampere, A)
t = Selang waktu (sekon, S)
b. Hukum Ohm dan Beda Potensial
“Kuat arus yang melalui suatu konduktor adalah sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung konduktor asalkan suhu konduktor tetap”.
Hubungan anatara beda potensial V dengan kuat arus I pada konduktor dinyatakan sebagai berikut:
V : beda potensial atau tegangan (volt).
R : hambatan listrik (ohm).
I : kuat arus (amper).
Dari persamaan kuat arus kita dapat menyatakan hambatan sebuah konduktor
Beda potensial menyatakan beda nilai potensial antara dua titik berbeda dalam suatu rangkaian.Beda potensial secara otomatis dihasilkan oleh sumber tegangan. Jika tidak ada beda potensial antara kedua titik, maka tidak ada arus yang mengalir dalam rangkaian.
c. Konsep seri dan paralel hambatan listrik
Pada susunan seri arus yang melewati setiap hambatan sama besar sedangkan beda potensialnya berbeda, sehingga kalau hambatan satu di lepas maka arus yang ke hambatan lain pun akan terhenti.
Komponen listrik yang disusun secara paralel, arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda, sedangkan beda potensialnya sama. Jika ada dua komponen, maka kuat arus yang melaului R1adalah I1, dan kuat arus yang
melewati R2 adalah I2, .sedangkan kuat arus yang diberikan oleh baterei adalah I.
Kelebihan susunan paralel adalah bahwa arus dari sumber terbagi menjadi cabang-cabang yang terpisah sehingga jika kita memutuskan hubungan dengan hambatan yang satu, arus ke hambatan lain tidak terganggu. Intinya jika salah satu komponen rusak atau gagal, komponen-komponen lain dalam rangakaian masih tetap bekerja
d. Hukum I Kirchhoff tentang arus
jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang itu.
BAB III