Assalammualaikum Temen-temen
Siapa diantara kalian yang belum tau apa itu listrik?
Nah perlu dimengerti bahwa Listrik ini sangat penting dan diharapkan dalam kehidupan kita sehari-hari, tanpa listrik lampu-lampu yang berada dirumah kita maupun jalan tidak akan menyala, tanpa listrik tidak akan ada yang mampu menonton tv, dan tanpa listrik bumi akan gelap gulita di malam hari.
Apa jadinya kita hidup tanpa listrik?
Tidak usah dibayangkan alasannya itu pasti sukar 😀
Kita dapat mencicipi listrik berkat ilmuwan yang bernama Michael Faraday berasal dari inggris yang menerima julukan “bapak listrik”, karena inovasi listriknya banyak dipakai dalam kehidupan utamanya bidang teknologi.
Walaupun bahwasanya masih banyak ilmuwan yang berperan aktif dalam penemuan listrik ini, tetapi puncaknya ialah pada dikala penemuan Faraday.
Lalu apa sih listrik itu ?
Untuk menjawab itu, kali ini kita akan membicarakan tentang Rangkain listrik.
Daftar Isi
Pengertian Rangkaian Listrik
Mengapa lampu bisa menyala?
Mengapa lampu, tv, ataupun kulkas bisa menyala dan berfungsi dikala kabel dihubungkan ke stop kontak?
Hal tersebut dikarenakan adanya ajaran energi dalam bentuk energi listrik. Listrik ini ialah bab kecil dari suatu atom.
Seperti yang sudah kita ketahui bersama, stuktur atom berisikan proton, neutron, dan elektron.
Bagian proton bermuatan nyata, neutron tidak bermuatan dan elektron bermuatan negatif.
Di dalam atom, elektron tampak mengelilingi inti atom (proton, neutron) alasannya muatannya berlawanan dengan proton sehingga terjadi tarik menawan.
Apabila terdapat lebih dari satu atom maka elektron dapat berpindah dari atom satu ke atom lainnya, ketika proton dan elektron berpindah dengan cepat maka akan menciptakan listrik.
Terdapat beberapa interaksi antara proton dan elektron, apabila terjadi perpindahan/ transfer elektron dari objek yang bermuatan negatif ke objek bermuatan kasatmata maka disebut sebagai muatan statis.
Pada muatan statis tidak ada pedoman elektron sehingga tidak ada arus listrik.
Baca juga Hukum Newton.
Apa itu Arus Listrik ?
Arus listrik ialah elektron yang bergerak di sepanjang jalur, terlepas dari jumlah elektron yang mengalir.
Jalur tersebut berupa konduktor seperti alumunium, tembaga, dan perak. Itulah mengapa kabel terbuat dari tembaga agar mampu mengalirkan elektron dari sumber listrik ke objek akseptor listrik.
Simbol dari arus listrik yakni “I” dan alat ukur arus ialah Amperemeter. Selain arus listrik terdapat perumpamaan voltage atau tegangan yang merupakan perbedaan memiliki peluang listrik antara dua titik rangkaian listrik. Symbol tegangan yakni “V” dan alat ukur tegangan yakni Voltmeter.
Berdasarkan uraian diatas, maka mampu ditarik definisi Rangkaian Listrik ialah suatu jalur atau sambungan semoga elektron dapat mengalir, jalur tersebut berisikan kumpulan elemen atau bagian listrik yang dihubungkan dengan cara tertentu.
Sangat penting untuk mengetahui dasar dan symbol pada rangkaian listrik. Berikut ini ialah symbol umum yang diguanakan dalam rangkaian listrik :
Setelah mengetahui simbol dari rangkaian listrik, hal tersebut dapat dipraktekkan untuk menggambar rangkaian, seperti acuan berikut:
Rangkaian listrik terbagi menjadi tiga jenis berdasarkan cara merangkainya ialah rangkaian listrik seri, rangkaian listrik parallel dan rangkaian gabungan (adonan dari rangkaian seri dan parallel).
Rangkaian Seri
Rangkaian seri yaitu suatu rangkaian listrik yang komponen atau komponennya disusun secara sejajar.
Contohnya : Tiga buah hambatan yang dirangkai seri yang dihubungkan dengan baterai. Seperti gambar dibawah ini :
< br/>
Pada rangkaian tersebut diterangkan bahwa baterai ialah sumber listrik yang memiliki dua kutup yaitu negatif dan positif.
Kita harus tau bahwa elektron bergerak dari aktual ke negative sehingga elektron bergerak meninggalkan kutup nyata maka timbul arus listrik.
Arus listrik akan terus mengalir disepanjang jalur/kabel yang akan melalui lampu (hambatan).
Ketika anutan listrik melewati lampu maka lampu akan menyala dan anutan listrik akan kembali ke baterai.
Dari rangkaian diatas bahwa ternyata arus listrik yang mengalir melalui lampu 1,2, dan 3 adalah sama sehingga salah satu ciri khas rangkaian seri adalah :
Nilai arus listrik sama, secara matematis dapat ditulis :
Itotal = I1 = I2 = I3 = …
Sedangkan tegangan pada lampu 1, 2 dan 3 berlawanan, namun bila dijumlahkan akan sama dengan tegangan sumber, secara sistematis dapat ditulis :
Vtotal = V1 + V2 + V3 + …
Hambatan total dalam rangkaian seri yakni
Rtotal = R1 + R2 + R3 + …
Baca juga Kesetimbangan Benda Tegar.
Rangkaian Parallel
Rangkaian listrik parallel yaitu sebuah rangkaian listrik yang unsur atau komponennya disusun secara bercabang atau bertingkat.
Berikut ini salah satu acuan rangkaian parallel :
Elektron yang bergerak dari baterai akan mengalir melalui jalur/kabel, ketika terdapat 2 cabang kabel maka arus listrik akan memecah menjadi 2 adalah mengalir pada lampu satu dan dua, oleh alasannya itu pada rangkaian parallel arus listrik berlawanan, secara matematis mampu ditulis :
Itotal = I1 + I2 + I3 + …
Tetapi berbeda dengan rangkaia seri, tegangan pada rangkaian parallel sama besar sehingga secara matematis ditulis :
Vtotal = V1 = V2 = V3 = …
Kemudian untuk mencari hambatan parallel memakai formula :
Rangkaian Campuran
Rangkaian gabungan ialah suatu rangkaian listrik campuran antara rangkaian seri dan parallel menjadi satu kesatuan.
Berikut ini contoh gambar rangkaian campuran :
Catatan :
Dalam proses perkiraan matematis sebuah hambatan untuk rangkaian gabungan alangkah baiknya untuk menjumlah apalagi dulu kendala total rangkaian parallel, setelah didapatkan maka bisa langsung dijumlahkan dengan kendala pada rangkaian seri.
Rangkaian Listrik dalam Kehidupan Sehari-hari
Rangkaian seri
- Lampu tumblr yang dirangkai seri sehingga hanya memiliki satu tombol switch untuk menyalakan semua atau mematikan semua lampu
- Lampu TL atau Tube lamp yang ialah lampu neon model usang masih memakai ballasr dan dalam boxnya menggunakan rangkaian seri
- Didalam sertrika terdapat rangkaian seri dengan kenis bimetal/ temperature control
Rangkaian parallel
- Instalasi listrik rumah
- Distribusi listrik dari PLN ke seluruh rumah-rumah
Baca juga Tekanan Hidrostatis.
Contoh Soal Rangkaian Listrik
1. Perhatikan gambar dibawah ini.
Bila tegangan sumber 20 volt, maka besar besar lengan berkuasa arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut ialah ….
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
R = 6 + 4+ 8
R = 18 Ω
Sehingga berpengaruh arus yang mengalir ialah
I = V/ R
I = 12 volt/ 18 Ω
I = 0.667 A
< /div>
2. Diberikan gambar rangkaian sebagai berikut :
Tentukan :
a. Hambatan penggati/total
b. arus listrik dari rangkaian tersebut
c. tegangan masing-masing resistor
d. Gambarkan grafik tegangan terhadap kendala
a. Karena rangkaian tersebut ialah rangkaian seri maka
R total = R1+R2+R3+R4
R total = 6 +4 +5+10
R total = 25 Ohm
b. Arus listrik yang mengalir pada rangkaian yakni
I = V/R = 15 volt/25ohm =3/5 A= 0.6 A
c. Tegangan masing-masing kendala mampu dicari dengan
V1 = I x R1 = 3/5 x 6 = 3.6 v
V2 = I x R2 = 3/5 x 4 = 2.4 v
V3 = I x R3 = 3/5 x 5 = 3 v
V4 = I x R4 = 3/5 x 10 = 6 v
d. Grafik tegangan terhadap kendala pada rangkaian seri
Nah pada grafik diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa pada rangkaian seri, makin besar hambatannya maka kian besar pula tegangannya sebab besar lengan berkuasa arusnya sama.
Baca juga Usaha dan Energi.
3. Perhatikan gambar berikut
Dalam rangkaian tersebut terdapat satu baterai dengan tegangan 24 volt, dan 10 resistor diantaranya 5 sebelah kanan, serta 5 sebelah kiri. Tentukan :
a. Kuat arus yang mengalir
b. Tegangan pada masing-masing hambatan
c. Daya pada masing-masing kendala
a. Langkah permulaan untuk mengenali berpengaruh arus ialah mencari nilai hambatan totalnya.
Karena rangkaian diatas ialah rangkaian campuran, maka langkah terbaik dengan menyelesaikan terlebih dulu rangkaian seri sebab hambatan yang dirangkai seri lebih banyak.
Maka :
Bagian kiri
> Rangkaian seri
Rs = R1+R2
Rs = 1 + 3
Rs = 4 Ω
Rs = R3+R4
Rs = 4+ 2
Rs = 6 Ω
> Rangkaian parallel
> Rangkaian seri
Rtot = Rp + R5
Rtot = 2.4 Ω + 0.6 Ω
Rtot = 3 Ω
Bagian kanan
Rs = R6 +R7
Rs = 3 + 2
Rs = 5Ω
Rs = R8+R9
Rs = 1+4
Rs =5 Ω
> Rangkaian parallel
> Rangkaian seri
Rtot = Rp + R10
Rtot = 2.5 + 0.5
Rtot = 3 Ω
Karena bagian kiri dan kanan dirangkai seri
Maka : nilai hambatan total adalah
Sehingga didapat
Rtot = 1.5 Ω
Sedangkan besar lengan berkuasa arus yang mengalir ialah
I = V/R = 24 volt / 1.5 Ω = 16 A
Catatan :
Arus akan mengalir dengan memilih kendala yang lebih kecil dibandingkan hambatan besar. Karena muatan tidak mengalir keluar maka arus pada rangkaian seri akan sama.
Bagian kanan dan kiri adalah rangkaian yang identic, sehingga arus akan membagi secara merata pada rangkaian tersebut.
R5 = 8 A untuk bagian kiri dan R10 = 8 A untuk bab kanan
Untuk mengkalkulasikan kuat arus masing-masing hambatan yang terangkai parallel maka menggunakan ratio dari nilai kuat arus rangkaian seri
Bagian kiri
Sehingga
Untuk R1 dan R2 besar lengan berk
uasa arusnya adalah
2/5 × 8 A = 3,2 A
Untuk R3 dan R4 besar lengan berkuasa arusnya yakni
3/5 × 8 A = 4,8 A
R5 disusun sejajar/ seri dengan Rp sehingga
Bagian kanan
Sehingga ratio yakni ½
Kuat arus pada R6, R7,R8, dan R9 yakni
½ × 8 A = 4,8 A
b. Tegangan
V= IR
c. Daya
P = VI
Semoga berguna. Baca juga Induksi Elektromagnetik.