RANGKAIAN LISTRIK
Tahukah kamu mengapa ada sebuah sakelar yang dapat digunakan
untuk menyalakan beberapa lampu sekaligus, tetapi ada juga sebuah sakelar yang
hanya dapat digunakan untuk menyalakan sebuah lampu saja? Apa yang menyebabkan
hal ini terjadi?
Berdasarkan keterhubungan rangkaiannya, rangkaian listrik
dibagi menjadi 2 yaitu rangkaian listrik terbuka dan rangkaian listrik
tertutup.
Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang dirangkai dengan sedemikian rupa, dimana salah satu bagian arusnya terbuka sehingga tidak terjadi aliran listrik di dalamnya. Rangkaian listrik yang terbuka ini disebut juga dengan rangkaian listrik yang terputus. Oleh sebab itu, rangkaian listrik ini harus bersifat tertutup agar aliran listrik bisa kembali berjalan. Rangkaian listrik terbuka menyebabkan lampu menjadi mati/ tidak menyala. Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang antara komponen satu dengan lainnya berhubungan atau tidak terputus dan terjadi aliran arus listrik. Rangkaian listrik tertutup menyebabkan lampu menjadi hidup/ menyala.
Rangkaian listrik itu sendiri terdiri dari beberapa komponen diantaranya adalah kawat penghantar, alat untuk mengukur listrik dan juga sumber penghasil daya listrik. Sumber penghasil daya listrik tersebut bisa berupa baterai.
1. Rangkaian seri
Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang
disusun secara sejajar/ berderet (seri).
Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri. Pada rangkaian seri
beberapa bola lampu dihubungkan secara berurutan atau berderet. Ketika
dihubungkan dengan sebuah baterai, seluruh bola lampu disusun secara seri menyala lebih redup, hal ini dikarenakan tegangan
baterai harus dibagi oleh kedua lampu tersebut. Selain itu, dua buah bola lampu
yang disusun secara seri mempunyai hambatan dua kali lebih besar dari pada sebuah
bola lampu.
Apabila dua buah baterai atau lebih disusun seri dihubungkan dengan sebuah bola lampu, akan dihasilkan nyala lampu yang lebih terang. Makin banyak baterai yang disusun seri, bola lampu akan menyala makin terang. Akan tetapi bola lampu akan cepat putus karena tegangan bola lampu tidak sesuai dengan tegangan yang dihasilkan sumber listrik (baterai).
Sifat-sifat Rangkaian Seri adalah sebagai berikut
- Arus yang mengalir pada masing-masing beban adalah sama
- Hal ini bisa dianalogikan dengan aliran air di 1 buah sungai, dimana ada aliran air yang berjalan dari baterai, menuju ke satu buah aliran sungai, maka kuat arusnya adalah sama besarnya diantara titik-titik pada aliran 1 buah sungai tersebut.
- Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan.
- Banyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian. Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian.
- Jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus, aliran arus terhenti.
2. Rangkaian Paralel
Rangkaian listrik paralel adalah rangkaian beberapa bola
lampu dihubungkan sehingga tiap-tiap kutub lampu saling tersambung. Ketika
dihubungkan dengan sebuah baterai, lampu tersebut menyala sama terang. Hal ini
karena kedua lampu menerima tegangan listrik sama besar, yaitu sama dengan
tegangan baterai. Akibatnya energi baterai cepat habis.
Ketika dua buah baterai yang disusun secara paralel
dihubungkan dengan sebuah lampu, nyala
bola lampu tidak bertambah terang. Nyala bola lampu sama dengan bila bola
lampu dihubungkan dengan sebuah baterai saja. Keuntungannya, baterai yang
disusun paralel akan bertahan lebih lama dalam menyalakan lampu. Keuntungan
lain pada rangkaian listrik secara paralel adalah masing-masing lampu mendapat
arus listrik tersendiri, sehingga jika sebuah lampu putus maka yang lainnya
tetap menyala. Karena itulah rangkaian
listrik pada sepeda motor, mobil, dan rumah-rumah menggunakan rangkaian paralel.
Sifat-sifat Rangkaian Paralel adalah sebagai berikut:
- Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.
- Hal ini bisa dianalogikan dengan aliran air di beberapa cabang sungai, dimana ada aliran air yang berjalan dari baterai, terpecah/ terbagi-bagi menuju ke beberapa cabang aliran sungai, maka kuat arusnya adalah berbeda-beda diantara cabang-cabang pada beberapa aliran sungai tersebut. Rangkaian listrik paralel memiliki arus yang berbeda pada cabang-cabangnya. Namun arus listrik sebelum masuk percabangan, dan sesudah keluar percabangan besarnya sama. Konsepnya adalah arus yang masuk dan keluar di awal serta akhir percabangan akan sama.
- Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian individu. Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang.
- Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel, tahanan total rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam rangkaian.)
- Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut.
3. Perbedaan Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel
SeSetiap jenis rangkaian listrik memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Perbedaan rangkaian listrik seri dan rangkaian paralel antara lain sebagai berikut.
- Rangkaian seri besar arus listriknya sama besar, tapi besar tegangannya berbeda-beda tergantung besar hambatan pada rangkaian tersebut.
- Rangkaian paralel, besar tegangan adalah sama untuk masing hambatan yg terpasang, tapi arusnya berbeda tergantung besar hambatan yg terpasang.
- Pada rangkaian seri, untuk menghitung jumlah total hambatan maka hanya perlu menjumlah semua hambatan, sedangkan pada rangkaian paralel, jumlah hambatan adalah 1/Rt = (1/R1)+(1/R2)+ ...
- Jumlah total hambatan pada rangkaian seri, lebih besar dari rangkaian paralel.
- Total daya yang diserap rangkaian seri biasanya lebih besar dibanding rangkaian paralel.
