Rangkaian seri, paralel dan campuran resistor

Cara penyusunan resistor dalam sebuah rangkaian akan mempengaruhi total hambatan rangkaian tersebut. Ada tiga jenis dasar penyusunan resistor, yaitu seri, paralel, dan campuran.

1. Rangkaian Seri

Dalam rangkaian seri, resistor disusun secara berurutan sehingga arus listrik hanya memiliki satu jalur untuk mengalir (arus yang mengalir melalui semua resistor sama).

Karakteristik Rangkain Seri

Arus listrik yang mengalir melalui setiap resistor adalah sama.
Tegangan total pada rangkaian sama dengan jumlah tegangan pada setiap resistor.
Hambatan total rangkaian adalah jumlah dari semua hambatan resistor.

Rumus:

Hambatan total (Rt): Rt = R1 + R2 + R3 + ...

2. Rangkaian Paralel

Pada rangkaian paralel, resistor disusun secara bercabang sehingga arus listrik memiliki beberapa jalur untuk mengalir.

Karakteristik:

Tegangan pada setiap resistor adalah sama.
Arus total pada rangkaian sama dengan jumlah arus pada setiap resistor.
Kebalikan dari hambatan total sama dengan jumlah kebalikan dari setiap hambatan resistor.

Rumus:

Hambatan total (Rt): 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...

3. Rangkaian Campuran

Rangkaian campuran adalah kombinasi dari rangkaian seri dan paralel.

Karakteristik.

Kombinasi dari karakteristik rangkaian seri dan paralel.
Untuk menghitung hambatan total, perlu dipecah menjadi bagian-bagian seri dan paralel.

Untuk menghitung hambatan total rangkaian campuran dengan cara memecah rangkaian menjadi bagian-bagian seri dan paralel, lalu menghitung hambatan total setiap bagian secara terpisah. Setelah itu,digabungkan kembali hasil perhitungan untuk mendapatkan hambatan total rangkaian.

Berikut ini penjelasan tentang rangkaian seri dan paralel.

Video Penjelasan Rangkaian Seri dan Paralel

Perbedaan Rangkaian Seri, Paralel, dan Campuran

Rangkaian Seri

Penyusunan Komponen: Pada rangkaian seri, komponen-komponen disusun berurutan sehingga arus mengalir melalui setiap komponen secara berurutan.
Arus Sama: Arus yang mengalir pada rangkaian seri melalui setiap komponen dan memiliki nilai yang sama.
Tegangan Berbeda: Tegangan pada komponen dalam rangkaian seri berbeda, karena tegangan terkumpul pada setiap komponen.
Total Resistansi: Total resistansi untuk rangkaian seri adalah penjumlahan dari nilai resistansi semua komponen.
Tegangan Total: Tegangan total untuk rangkaian seri adalah hasil perkalian arus total dengan total resistansi.
Pembukaan Rangkaian: Apabila salah satu komponen putus pada rangkaian seri maka aliran arus akan terputus, tentunya rangkaian tidak akan berfungsi.

Rangkaian Paralel

Penyusunan Komponen: Pada rangkaian paralel, komponen-komponen terhubung pada titik persambungan yang sama, dengan begitu arus masuk dan keluar dari titik tersebut.
Tegangan Sama: Tegangan untuk seluruh komponen dalam rangkaian paralel sama, hal ini disebabkan ujung-ujung komponen terhubung pada titik yang sama.
Arus Berbeda: Sedangkan untuk arus setiap komponen dalam rangkaian paralel bisa berbeda, menyesuaikan pada nilai resistansinya.
Total Conductance: Total conductance pada rangkaian paralel merupakan penjumlahan conductance (1/resistansi) pada semua komponen.
Arus Total: Arus total pada rangkaian paralel merupakan jumlah arus melalui masing-masing komponen.
Pembukaan Rangkaian: Apabila ada komponen yang putus dalam rangkaian paralel, aliran arus hanya akan terhenti di komponen tersebut, sementara komponen lain tetap bisa bekerja.

Rangkaian Campuran

Kombinasi: Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian seri dan paralel. Beberapa komponen bahkan dihubungkan secara seri, sedangkan beberapa yang lain dihubungkan secara paralel.
Fleksibilitas: Rangkaian campuran terhitung fleksibel dalam mengatur karakteristik arus dan tegangan sesuai keperluan.
Penggunaan: Rangkaian campuran biasa dipakai dalam situasi untuk mengatur sejumlah besar komponen dengan karakteristik yang berbeda.

Penerapan Rangkaian Seri

Lampu Pada rangkaian Seri: Lampu rangkaian seri pada lampu hias.Tentu, jika salah satu lampu mati, maka lampu-lampu yang lainnya pada rangkaian tersebut juga akan mati.
Sel Baterai Pada Rentang Seri: Banyak baterai yang diatur pada rangkaian seri untuk menghasilkan tegangan total yang tinggi. Contohnya yaitu sel baterai dalam baterai berukuran besar untuk menggerakkan kendaraan listrik.

Penerapan Rangkaian Paralel

Soket Listrik di Rumah: Soket listrik pada rumah diatur dengan rangkaian paralel sehingga perangkat-perangkat listrik dapat dihubungkan secara independen. Apabila satu perangkat dimatikan atau terganggu, tentu perangkat lainnya tetap berfungsi.
Panel Surya: Pada sistem panel surya, panel-panel surya dihubungkan secara paralel agar produksi listrik dari tiap-tiap panel tidak terganggu oleh gangguan panel lainnya.

Penerapan Rangkaian Campuran

Rangkaian Lampu Mobil: Rangkaian campuran biasa dipakai dalam sistem lampu mobil, yakni beberapa lampu dihubungkan pada rentang seri dan paralel. Contohnya, beberapa lampu pada satu unit lampu depan mungkin dihubungkan secara seri, sedangkan unit lampu depan dan belakang dapat dihubungkan secara paralel.
Sistem Elektronik Rumah: Banyak perangkat elektronik rumah, seperti TV, komputer, dan stereo, menggunakan rangkaian campuran untuk mengatur berbagai komponen dengan karakteristik yang berbeda.
Jaringan Listrik dan Distribusi Energi: Jaringan listrik menggunakan kombinasi rangkaian seri dan paralel untuk mendistribusikan energi ke berbagai daerah dengan efisiensi yang optimal.
Penerapan-penerapan ini mencerminkan pentingnya pemahaman tentang tipe-tipe rangkaian ini dalam kehidupan sehari-hari.

Contoh Soal 1: Rangkaian Seri

Tiga buah resistor dengan nilai hambatan masing-masing 10 Ω, 15 Ω, dan 20 Ω dihubungkan secara seri. Jika tegangan sumber 30 V, hitunglah:

a. Hambatan total

b. Arus yang mengalir

c. Tegangan pada masing-masing resistor

Penyelesaian:

a. Hambatan total (Rt) = R1 + R2 + R3 = 10 Ω + 15 Ω + 20 Ω = 45 Ω

b. Arus (I) = V / Rt = 30 V / 45 Ω = 2/3 A

c. Tegangan pada masing-masing resistor:

V1 = I * R1 = (2/3 A) * 10 Ω = 20/3 V

V2 = I * R2 = (2/3 A) * 15 Ω = 10 V

V3 = I * R3 = (2/3 A) * 20 Ω = 40/3 V

Contoh Soal 1: Rangkaian Seri

Tiga buah resistor dengan nilai hambatan masing-masing R1 = 10 Ω, R2 = 15 Ω, dan R3 = 20 Ω dihubungkan secara seri. Tentukan hambatan total rangkaian.

Penyelesaian:

Hambatan total rangkaian seri:

Rt = R1 + R2 + R3

Rt = 10 Ω + 15 Ω + 20 Ω

Rt = 45 Ω

Contoh Soal 2: Rangkaian Paralel

Empat buah resistor dengan nilai hambatan masing-masing R1 = 5 Ω, R2 = 10 Ω, R3 = 15 Ω, dan R4 = 20 Ω dihubungkan secara paralel. Tentukan hambatan total rangkaian.

Penyelesaian:

Hambatan total rangkaian paralel:

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4

1/Rt = 1/5 Ω + 1/10 Ω + 1/15 Ω + 1/20 Ω

// Hitung nilai 1/Rt, lalu cari nilai Rt

Contoh Soal 3: Rangkaian Campuran

Tiga buah resistor dengan nilai hambatan masing-masing R1 = 10 Ω, R2 = 15 Ω, dan R3 = 20 Ω dihubungkan seperti gambar berikut:

[Gambar: R1 dan R2 seri, kemudian paralel dengan R3]

Tentukan hambatan total rangkaian.

Penyelesaian:

R1 dan R2 seri, maka R12 = R1 + R2 = 10 Ω + 15 Ω = 25 Ω

R12 paralel dengan R3, maka 1/Rt = 1/R12 + 1/R3 = 1/25 Ω + 1/20 Ω // Hitung nilai 1/Rt, lalu cari nilai Rt