Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel

HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini, kita akan bahas Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel beserta penyelesaiannya. Pembahasan akan fokus pada cara praktis menyelesaikan soal-soal seperti menentukan besar hambatan pengganti susunan rangkaian seri dan paralel (rangkaian campuran), menentukan tegangan pada setiap hambatan dengan metode rangkaian pembagi tegangan, dan menentukan kuat arus listrik (I) pada setiap resistornya dan paralel resistor.

Update terakhir: 15 Januari 2025

Baca Juga: Contoh Soal Rangkaian Campuran

A. Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel Nomor 1

Perhatikan gambar di bawah ini,

Jika di ketahui, R₁ = 4 ohm, R₂ = 3 ohm, R₃ = 6 ohm, dan tegangan sumber Vs =24 Volt, tentukanlah:

1. besar hambatan total rangkaian
2. tegangan listrik pada setiap resistor
3. kuat arus listrik yang melalui setiap resistor

1. Menentukan hambatan total rangkaian pada Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel

Untuk menyelesaikan soal ini terlebih dahulu kita rumuskan hambatan total (R_T) rangkaian. Dari gambar terlihat R₂ dan R₃ saling pararel dan rangkaian ini seri dengan R₁, sehingga dapat kita tuliskan,

R_T = R₁ + (R₂//R₃)

Karena, R₁ = 4 ohm, R₂ = 3 ohm dan R₃ = 6 ohm, maka,

R_T = 4 + (3 // 6)

besar hambatan pengganti (3//6) adalah,

sehingga hambatan totalnya adalah,

R_T = 4 + 2 = 6 ohm

Sebagai tambahan informasi,

• Jika ada dua hambatan yang besarnya sama tersusun paralel, maka hambatan penggantinya menjadi setengahnya. Jika ada tiga hambatan yang paralel, maka hambatan penggantinya menjadi sepertiganya. Begitu seterusnya, dengan catatan hambatannya sama.

• Jika terdapat dua hambatan yang paralel dengan orde yang berbeda secara signifikan, maka hambatan penggantinya selalu mendekati hambatan yang ordenya kecil, contohnya:

Dua contoh ini dapat membantu teman-teman untuk mempercepat proses analisis.

Baca Juga: Prinsip Kerja Elektroskop

2. Menentukan tegangan pada setiap resistor

Setelah kita menentukan rangkaian total rangkaian, selanjutnya kita tentukan tegangan pada setiap resistor. Untuk menentukan tegangan tersebut gunakan konsep rangkaian pembagi tegangan! Bagaimana caranya, silahkan perhatikan contoh berikut ini!

Perhatikan gambar berikut:

Tegangan pada R₁ atau dituliskan sebagai V₁, dapat ditentukan konsep rangkaian pembagi tegangan dan akan diperoleh persamaan:

dari persamaan tersebut maka akan di peroleh,

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Kirchoff 2

Tegangan pada R₂ atau V₂

Dengan menggunakan konsep rangkaian pembagi tegangan, tegangan pada R₂ dapat di tulis,

kemudian akan diperoleh,

Karena R₂ dan R₃ tersusun secara paralel, maka tegangan pada R₂ dan R₃ besarnya sama, sehingga V₂ = V₃.

Olehnya itu, maka di peroleh,

Baca Juga: Contoh Soal Medan Listrik

3. Menentukan kuat arus listrik yang melalui setiap resistor pada Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel

Karena tegangan pada setiap resistor telah di ketahui, maka kuat arus pada setiap resistornya dapat di peroleh dari persamaan hukum ohm, I = V/R.

Kuat arus listrik yang melalu R₁ atau I₁.

Arus listrik yang melalu R₂ atau I₂.

Kuat arus listrik yang melalu R₃ atau I₃.

I₃ = V₃/R₃ = 8/6 (V/ohm)

B. Contoh Soal Rangkaian Seri dan Paralel Nomor 2

Perhatikan gambar di bawah ini,

Jika di ketahui, R₁ = 8 ohm, R₂ = 2 ohm, R₃ = 4 ohm, R₄ = 3 ohm, R₅ = 6 ohm, dan tegangan sumber Vs =20 Volt, tentukanlah:

• besar hambatan total rangkaian
• tegangan listrik pada setiap resistor
• kuat arus listrik yang melalui setiap resistor

Baca Selengkapnya: Contoh Soal Hukum Kirchoff 1

Penyelesaian Soal Rangkaian Seri dan Paralel Nomor Nomor 2

1. Besar hambatan total rangkaian

Dari soal kita peroleh hambatan total rangkaian adalah,

R_T = R₁ + {[R₂+(R₄//R₅)//R₃]}

Karena R₁ = 8 ohm, R₂ = 2 ohm, R₃ = 4 ohm, R₄ = 3 ohm dan R₅ = 6 ohm, maka

R_T = 8 + {[2+(3 // 6)//4]}

sehingga akan di peroleh,

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Coulomb

2. Tegangan listrik pada setiap resistor

Untuk menentukan tegangan pada setiap resistor, kita bisa menggunakan konsep rangkaian pembagi tegangan.

a. Tegangan pada R₁ atau V₁.

sehingga akan di peroleh,

b. Tegangan pada R₃ atau V₃.

Sehingga akan di peroleh,

Sebenarnya, dengan konsep rangkaian pembagi tegangan, tegangan V₃ bisa di peroleh dari Vs di kurangi V₁.

V₃ = V_s – V₁

V₃ = 24 V – 19,2 V = 4,8 V

c. Tegangan pada R₂ atau V₂.

Untuk menentukan tegangan pada R₂, coba perhatikan gambar berikut:

Dari gambar 4, terlihat bahwa tegangan V₃ dapat di pandang sebagai sumber tegangan bagi R₂, R₄ dan R₅. Sehingga tegangan pada R₂ dapat di tulis,

Baca Juga: Cara menentukan lampu manakah yang menyala lebih terang pada suatu rangkaian listrik?

d. Tegangan pada R₄ atau V₄

Dari gambar 4, tegangan pada hambatan R4 dapat di hitung dengan cara,

Karena R₄ dan R₅ tersusun paralel, maka tegangan pada R₄ dan R₅ akan sama, V₄ = V₅. Sehingga tegangan pada masing-masing resistor adalah:

Dengan demikian maka kuat arus yang melalui masing-masing resistor dapat di hitung dengan persamaan hukum ohm,

Contohnya sampai disini dulu, nanti kalo ada kesempatan akan dilajutkan…

B. Rangkaian Seri dan Paralel dalam Kehidupan Sehari-hari

Rangkaian listrik seri dan paralel sering digunakan dalam berbagai perangkat elektronik yang kita temui di rumah maupun di lingkungan sekitar.

1. Penerapan Rangkaian Seri pada Lampu Hias

Salah satu contoh penggunaan rangkaian seri adalah pada lampu hias yang biasa digunakan untuk menghias pohon Natal. Ketika salah satu lampu mati, seluruh rangkaian terputus dan menyebabkan semua lampu lainnya mati. Ini adalah karakteristik khas rangkaian seri, di mana aliran listrik hanya melalui satu jalur, sehingga jika ada gangguan pada salah satu komponen, aliran listrik terputus.

Contoh Praktis: Misalnya, jika salah satu lampu mati karena kerusakan, sisa lampu dalam rangkaian akan ikut mati. Ini bisa sangat merepotkan terutama jika jumlah lampu dalam rangkaian cukup banyak.

2. Penerapan Rangkaian Paralel pada Pencahayaan Rumah

Sebaliknya, pencahayaan di rumah sering kali disusun dalam rangkaian paralel. Setiap lampu terhubung secara mandiri dengan sumber listrik, sehingga meskipun salah satu lampu mati, lampu lainnya tetap menyala. Rangkaian paralel memungkinkan aliran listrik mengalir melalui beberapa jalur secara bersamaan.

Contoh Praktis: Misalnya, ketika satu lampu di ruang keluarga mati, lampu di ruang tidur tetap berfungsi seperti biasa. Ini memastikan bahwa fungsi rumah tetap berjalan meskipun ada gangguan pada satu bagian saja.

B. Kesimpulan

Berikut alur untuk menyelesaikan soal rangkaian seri-paralel resistor.

• Tentukan terlebih dahulu hambatan pengganti totalnya (R_T).
• Hitung besar tegangan pada masing-masing hambatan dengan menggunakan metode rangkaian pembagi tegangan.

• Hitung arus yang melalui setiap hambatan dengan menggunakan hukum ohm.

Baca juga: Kelebihan dan Kekurangan Metode Demonstrasi

Imam Ibnu Arabi pernah ditanya, “Siapakah pencuri terkejam?”

Beliau lalu menjawab, “Pencuri terkejam itu adalah mata wanita, jika matanya memandang matamu dan kau mengiyakannya, maka bersiaplah kehilangan segalanya, dan dengan itu kau hanya bisa tersenyum”

Jika ada yang perlu penjelasan tambahan, anda dapat menuliskannya pada kolom komentar di bawah ini.

Baca Juga: Contoh Soal Grafik Hukum Ohm

Demikian.