Gambar Rangkaian Listrik Seri

4 min read

Gambar Rangkaian Listrik Seri Resistor: Kuat Arus Listrik, Tegangan, dan Hambatan

HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini kita akan bahas topik dengan judul Gambar Rangkaian Listrik Seri Resistor. Pembahasan akan fokus pada cara praktis menentukan besar kuat arus listrik (I), tegangan listrik (V), dan hambatan total (RT) pada rangkaian seri resistor.

Catatan buat pembaca:
Pada setiap tulisan dalam www.hermananis.com, tulisan yang berawalan “di” sengaja dipisahkan dengan kata dasarnya, hal ini sebagai penciri dari website/laman ini.

Gambar rangkaian listrik seri dapat ditentukan dengan melihat susunan komponen dalam rangkaian yg tidak memiliki titik cabang, baik itu pada resistor ataupun sumber tegangan.

Gambar Rangkaian Listrik Seri

Coba perhatikan Gambar Rangkaian Listrik Seri pertama di bawah ini!

Gambar 1 Rangkaian Listrik Seri 2 Resistor
Gambar 1. Rangkaian Listrik Seri 2 Resistor

Gambar rangkaian listrik seri di atas merupakan rangkaian seri dua resistor yakni R1 dan R2 dengan sumber arus tetap (Vs).

Kita misalkan, R1 = 2 ohm, R2 = 4 ohm, dan tegangan Vs = 12 Volt. Dengan nilai-nilai itu, kita akan menentukan berapa besar hambatan total rangkaian (RT), kuat arus listrik (I) yang melalui setiap hambatan, dan tegangan listrik pada setiap resistor (V).

Sebelum kita lanjut, perlu diingat bahwa, dalam penyebutannya arus listrik dan tegangan listrik hendaknya disesuaikan dengan defenisinya, yakni menggunakan frasa “arus listrik yang melalui”, dan “tegangan pada”. Padanannya adalah, “arus yang melalui”, “tegangan pada”.

Sebagai contoh,arus yang melalui R1 atau R2, bukan arus pada R1 atau R2. Tegangan pada R1 atau tegangan pada R2.

Penggunaan frasa “arus pada” kurang tepat oleh karena arus listrik merupakan kuantitas dari kecepatan aliran elektron. Arus listrik dihasilkan dari pergerakan elektron yang mengalir melalui penghantar.

Mari kita lanjutkan menjawab pertanyaan di atas!

Hambatan total (RT)

Berdasarkan gambar 1, terlihat R1 dan R2 tersusun secara seri, maka hambatan totalnya:

RTotal = R1 + R2 +R3 + ….

sehingga,

RTotal = R1 + R2 = 2 ohm + 4 ohm

RTotal = 6 ohm

Besar Kuat Arus Listrik (I)

Kita ketahui bersama bahwa,

Pada resistor yang tersusun secara seri dengan sumber tegangan, besar kuat arus listrik yang melalui setiap resistor sama. Kuat arus yang sama tersebut, biasanya disebut arus total (I), dan dapat di tulis,

I1 = I2 = I3 = … = IT

Berdasarkan defenisi tersebut, maka kuat arus listrik yang melalui R1 dan R2 besarnya sama, sehingga dapat dituliskan menjadi,

I1 = I2 = I

Selanjutnya, dengan menggunakan persamaan dari hukum Ohm,

Gambar 1 Rangkaian Listrik Seri 2 Resistor

kita akan peroleh besar kuat arus listrik. Karena, Vs = 12 V, dan RT = 6 ohm maka,

Gambar Rangkaian Listrik Seri Resistor

atau,

Dengan demikian maka, kuat arus listrik yang melalui R1 atau R2 adalah 2 V/ohm atau 2 Ampere. Arah arus listrik yang mengalir searah dengan arah jarum jam.

Tegangan Listrik (V)

Selanjutnya kita analisis berapa besar tegangan pada setiap resistor.

Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar Rangkaian Listrik Seri 2 Resistor

V1 merupakan tegangan pada R1 dan V2 adalah tegangan pada R2.

Dari hasil analisis sebelumnya, diperoleh kuat arus listrik yang melalui R1 dan R2 sebesar 2 Volt per ohm. Untuk operasionalnya, kita menggunakan satuan Volt/ohm, bukan ampere.

2 Volt per ohm mempunyai makna, “per satu ohm hambatan, bekerja tegangan sebesar 2 Volt“.

Dari definisi ini kita dapat menetukan tegangan pada sertiap resistor.

  • Karna R1 = 2 Ohm maka, tegangan pada R1 sebesar 4 Volt, atau V1 = 4 V
  • Karena R2 = 4 Ohm maka, tegangan pada R2 adalah 8 Volt, atau V2 = 8 V

Coba kita bandingkan dengan menggunakan persamaan hukum ohm (V=IR),

V1 = I1 x R1 = 2 Volt/ohm x 2 ohm = 4 Volt

V2 = I2 x R2 = 2 Volt/ohm x 4 ohm = 8 Volt

Ternyata hasil yang diperoleh sama.

2 Volt per ohm mempunyai makna, “per satu ohm hambatan, bekerja tegangan sebesar 2 Volt“.

Selanjutnya, perhatikan gambar berikut!

Gambar Rangkaian Listrik Seri Resistor

Jika V1 dan V2 dijumlahkan akan diperoleh hasil yang sama dengan tegangan sumber Vs.

V1 + V2 = Vs

Sehingga, bisa dikatakan bahwa tegangan sumber (Vs) di bagi ke resistor R1 dan R2. Pada rangkaian susunan seri resistor, fungsi resistor bukan sekedar menghambat arus listrik, namun juga berfungsi sebagai pembagi tegangan.

Contoh penerapannya, misalkan ada tegangan sumber Vs = 12 V, dan ada dua resistor yang tersusun seri dengan hambatan yang sama. Karena besar hambatan sama, maka setiap hambatan akan menerima tegangan dari tegangan sumber yang besarnya sama, yakni 6 V, atau setengah dari tegangan sumbernya.

Olehnya itu, jika terdapat n resistor yang tersusun seri dengan besar hambatan yang sama, maka besar tegangan pada masing-masing resistornya adalah tegangan sumber dibagi jumlah resistor yang tersusun seri atau Vs/n.

Contoh lain, Dua resistor di rangkai dengan tegangan sumber 10 Volt. Jika tegangan pada salah satu resistor telah di ketahui sebsar 4 V, maka tegangan pada resistor yang lainnya harus 6 V. Hal ini karena kedua resistor membagi tegangan sumber yang 10 V. Jika tegangan yang satunya 2 V, maka tegangan yang lain pasti 8 V, dan begitu seterusnya.

Teman-teman tidak perlu lagi mencari secara analisis menggunakan persamaan, cukup memahami konsep pembagi tegangan ini. Untuk lebih memahami konsep rangkaian pembagi tegangan ini teman-teman bisa baca pada artikel Rangkaian Seri-Pararel.

Dengan contoh di atas, mari kita bahas bagaimana jika ada 3 resistor yang di susun seri.

Gambar Rangkaian Listrik Seri yang Kedua

Perhatikan Gambar Rangkaian Listrik Seri kedua di bawah ini!

Gambar 2 Rangkaian Listrik Seri 3 Resistor
Gambar 2. Rangkaian Listrik Seri 3 Resistor

Bersarkan gambar 2 di atas, kita akan menentukan besar hambatan total, kuat arus listrik, dan tegangan pada setiap resistor.

Mari kita mulai,

Hambatan total (RT)

Dengan cara yang sama seperti contoh di atas akan kita peroleh,

RT = R1 +R2 +R3 = (2 + 4 + 6) ohm
RT = 12 ohm

Kuat Arus Listrik (I)

Kuat arus listrik yang melewati setiap resistor sama besarnya,

I1 = I2 = I3 = I

karena Vs = 24 V dan RT = 12 ohm, maka,

Tegangan Listrik (V)

Karena arus yang melalui rangkaian adalah 2 Volt per ohm, ini berarti pada hambatan satu ohm bekerja tegangan sebesar 2 Volt, sehingga

sehingga akan di peroleh,

Karena Vs = 24 V maka,

V1 + V2 + V3 = Vs

Dari gambar ini, kita bisa menentukan tegangan antara dua titik misalnya,

  • Tegangan antara titik a dan c, Vac = Vab + Vbc = (4 + 8) Volt = 12 Volt.
  • Tegangan antara titik b dan d, Vbd = Vbc + Vcd = (8 + 12) Volt =20 Volt.
  • Untuk tegagangan antara titik a dan d, Vad = Vab + Vbc + Vcd= (4 + 8 + 12)Volt = 24 Volt. Ini sama dengan besar tegangan sumber Vs. Ini karena, Vad paralel dengan Vs, pembahasannya nanti pada rangkaian paralel resistor.

Sampai di sini dulu, nanti di lanjutkan lagi……untuk contoh yang lain!!!

Kesimpulan

Dari hasil bahasan tadi, kita bisa simpulkan bagaimana cara menentukan hambatan total, kuat arus listrik dan tegangan listrik pada rangkaian seri resistor. Simpulannya adalah:

  1. Untuk mencari hambatan total RT rangkaian seri, cukup dengan menjumlahkan semua resistornya yang tersusun seri. Di mana, RT = R1 + R2 +R3 + … +Rn
  2. Untuk menentukan kuat arus listrik yang melalui setiap resistor pada rangkaian seri, cukup menggunakan persamaan hukum Ohm, I = Vs/RT. Kuat arus listrik yang melalui setiap resistor sama besarnya.
  3. Kemudian, untuk menentukan tegangan pada setiap hambatan yang tersusun seri, cukup menggunakan nilai kuat arus listrik yang telah di peroleh sebelumnya. Dengan catatan, kuat arus ini harus dalam satuan V/ohm. Contoh, arus 2 A dapat di tulis 2 V/ohm. Kuat arus listrik 2 V/ohm memiliki makna, per satu ohm bekerja tegangan sebesar 2 V. Pernyataan ini dapat di kembangkan untuk menentukan tegangan pada setiap resistor dengan melihat besar hambatannya.

Kemudian, sebagai pelengkap dan pengingat, berikut beberapa simbol-simbol rangkaian yang di gunakan!

Gambar Simbol Komponen Rangkaian Listrik

Dalam rangkaian akan bahas,

  • Simbol sumber tegangan
  • Simbol hambatan atau resitor
Resistor tetap
Gambar Rangkaian Listrik Seri Resistor
Resitor Variabel
  • Simbol bohlamp
Bohlamp
  • Alat ukur listrik (Ammeter & Voltmeter)
Gambar Rangkaian Listrik Seri Resistor
Ammeter
Voltmeter
  • Simbol Saklar
saklar

Terima kasih telah membaca artikel ini,
Demikian, mudah-mudahan bermanfaat.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *