RANGKAIN SERI DAN PARALEL

RESUME RANGKAIN SERI DAN PARALEL

TUJUAN

1. Memahami rangkaian seri dan parallel.

2. Dapat membedakan antara rangkaian seri dan parallel.

3. Mengetahui konstruksi pada rangkaian seri dan parallel.

4. Mengetahui fugsi rangkain seri dan parallel.

PENDAHULUAN

Dalam rangkaian elektronika dikenal istilah rangkain seri dan rangkaian parallel yang sering di gunakan dalam bidang elektronika. Pola rangkaian ini memiliki fungsi yang berbeda dalam sebuah rangkaian. Didalam makalah ini akan membahas fungsi, ciri, konstruksi, dan rumus-rumus yang di guanakan pada materi ini.

MATERI

1.Rangkaian Listrik

Hambatan dapat dirangkai secara seri, paralel maupun rangkaian kombinasi. Pada rangkaian kombinasi tidak dapat dikelompokkan sebagai rangkaian seri maupun paralel, sehingga untuk menghitung/menganalisanya perlu teknik perhitungan tersendiri seperti memanfaatkan hukum Kirchoff, atau menggunakan teorema rangkaian.

II. Definisi Node,Lintasan,Loop,Dan Cabang

            Sebuah titik dimana dua atau lebih elemen memiliki hubungan bersama disebut sebagai simpul atau node. Kemudian jika kita membuat pergerakan dari node ini melalui sebuah elemen yang lain menuju node berikutnya, dan seterusnya melanjutkan pergerakan ini sampai melewati elemen sebanyak yang kita harapkan. Jika tidak ada satu node pun yang di jumpai lebih dari satu kali maka, kumpulan node dan elemen yang kita lalui didefinisikan sebagai lintasan.

            Jika node dari mana kita memulai pergerakan kita sama dengan node dimana kita mengakhiri pergerakan kita maka perdefinisi lintasan ini disebut sebagai lintasan tertentu atau loop.

A.  Rangkaian Seri

            Apabila dua buah resistor atau lebih disambungkan pada ujung-ujungnya sehingga arus listrik mengalir melewati masing-masing secara bergiliran, maka resistor-resistor ini dikatakan terhubung secara seri. Ciri komponen dipasang secara seri adalah arus yang mengalir pada masing-masing komponen besarnya sama.

(V3 -V2) + (V2 - V1) = V3 - V1

R1 I + R2 I = Rs I ⇒ Rs = R1 + R2

Atau V =ΣVi = IΣRi

s i R =ΣR

Jika seandainya ada sebuah hambatan yang bernilai Rj>> Rk , dengan k R adalah nilai hambatan lainnya, maka s j R ≈ R

1.  Aturan-aturan Arus

            Tiga kawat atau lebih didalam sebuah rangkaian listrik bertemu pada satu titik. Muatan-muatan listrik tidak  mungkin berkumpul dan menumpuk menjadi semakin besar pada titik persambungan ini. Muatan-muatan listrik yang tidak mungkin hilang dan menjadi semakin kecil pada titik persambungan ini. Dengan demikian:

             Arus listrik total yang datang ke sebuah titik persambungan adalah sama dengan arus listrik totalyang meninggalkan titik persambungan tersebut.

            Di dalam sebuah rangkaian seri (rangkaian dimana semua komponennya terhubung secara seri), tidak terdapat satu titik pun dimana muatan dapat masuk atau meninggalkan rangkaian. Dengan demikian: Besarnya arus listrik sama di setiap titik pada sebuah rangkaian seri.

2. Aturan-aturan Tegangan

            Apabila kita bergerak disepanjang rangkaian listrik dengan mengikuti arah aliran arus, kita akan mengetahui bahwa terdapat sebuah jatuh tegangan pada tiap-tiap resistor. Sebaliknya, terdapat sebuah kenaikan tegangan pada tiap-tiap sel listrik yang ada didalam rangkaian. Besarnya jatuh tegangan pada masing-masing resistor ditentukan oleh hukum ohm. Aturan tegangan yang berlaku adalah: Jumlah jatuh tegangan dari semua resistor yang ada di dalam sebuah rangkaian seri sama dengan jumlah kenaikan tegangan pada sel-sel nlistrik di dalam rangkaian.

2.1. Rangkaian Pembagi Tegangan

Pada rangkaian seri dapat dipergunakan sebagai pembagi tegangan, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar Rangkaian Pembagi Tegangan

Dari gambar di atas menunjukkan bahwa arus yang mengalir pada R1 dan R2 sama besar, sehingga :

Sedangkan jika ada 3 buah R1, R2 dan R3 dipasang secara seri dengan sumber tegangan Vin, maka tegangan jatuh di hambatan R1 adalah:

B. Rangkaian Paralel

Ciri pada komponen dipasang secara paralel adalah beda tegangan pada masing-masing komponen besarnya sama.

Rangkaian paralel sering digunakan sebagai rangkaian pembagi arus,

berlaku :

dan

dengan I1, I2, I3 masing-masing adalah arus yang mengalir di R1, R2 dan R3

I = I1 + I2 + I3

Atau

Jika seandainya ada sebuah hambatan yang bernilai Rj<, dengan Rk adalah nilai hambatan lainnya, maka Rp=Rj

Contoh:

Tentukan tegangan V2 dari rangkaian pembagi tegangan berikut ini.

Jika arus yang mengalir ke ground dari tegangan V2 adalah I, maka berdasarkan hukum Ohm: V₂ = IR₂₃ , Sedangkan dari tegangan sumber dapat diperoleh V = IR , dengan R = R₁ + R₂₃ .Dengan demikian V2 diperoleh:

C. Rangkaian Kombinasi

Yang dimaksudkan dengan rangkaian kombinasi di sini adalah suatu rangkaian yang tidak dapat dikelompokkan sebagai rangkaian seri maunpun rangkaian paralel. Untuk menganalisa rangkaian kombinasi dilakukan dengan langkah menggunakan hukum Kirchoff atau teorema Node sebagai berikut:

1. tulis titik-titik simpul

2. tentukan arah arus (sembarang). Bila nanti dihitung ternyata

berharga negatif maka berarti arah arus berlawanan dengan

pemisalan.

3. gambarkan juga arah loop (sembarang/ biasanya dipilih searah

jarum jam).

2.HUKUM KIRCHOFF

Dikenal ada ada dua, yaitu KCL (Kirchoff Current Law) dan KVL (Kirchoff Voltage Law). Dasarnya adalah hukum kekekalan. Namun harus diingat bahwa penentuan kedua persamaan Kirchoff secara sembarang tidak selalu menghasilkan satu set persamaan yang independen. Cara berikut dapat digunakan untuk menghindari kemungkinan itu: → Metoda Titik Cabang (KCL)

a). Berikan nama semua arus di semua cabang (jangan kawatir

dengan arah arus sesungguhnya)

b). Gunakan semua loop dalam, dan hanya satu loop luar

c). Selesaikan sistem persamaan itu secara aljabar.

Sedangkan untuk metoda loop arus (KVL) dilakukan dengan variabel arus independen diambil dari arus sirkulasi dari masing-masing loop dalam. Caranya adalah:

1. Berikan nama arus untuk semua arus dari loop dalam,

2. Nyatakan semua expresi tegangan dari loop dalam tsb,

3. Selesaikan sistem persamaan itu secara aljabar.

Rangkaian Jembatan Wheatstone

KCL (Kirchoff Current Law) ⇒ titik simpul / node

Jumlah kuat arus yang mengalir ke titik simpul sama dengan

jumlah kuat arus yang meninggalkan titik simpul tsb. ⇒ prinsip

kekekalan muatan

Simpul 1. I1 = I2 + I3

2. I2 = I4 + I6

3. I3 + I4 = I5

4. I5 + I6 = I1

KVL (Kirchoff Voltage Law) ⇒ loop tertutup

Dalam suatu loop tertutup, jumlah tegangan jatuh dalam loop

tertutup tsb sama dengan nol. ⇒ prinsip kekekalan energi

Loop   a: (V0 - V1) + (V1 - V3) + (V3 - V4) + (V4 -V0) = 0

 I1R1 + I3R3 + I5R5 - E0 = 0

b: (V1 - V2) + (V2 - V3) + (V3 - V1) = 0

I2R2 + I4R4 - I3R3 = 0

c: (V3 -V2) +(V2 - V4) + (V4 -V3) = 0

- I4R4 + I6R6 - I5R5 = 0

DAFTAR PUSTAKA :
· SYAM HARDY, TEKNIK DASAR ELEKTRONIKA,RINEKA CIPTA;1983, JAKARTA
· OWEN BISHOP, DASAR DASAR ELEKTRONIKA,ERLANGGA;2002, CIRACAS JAKARTA
· SASTRA KUSUMA WIJAYA, DIKTAT KULIAH ELEKTRONIKA. FISIKA FMIPA UI
· HAYT WILLIAM, DKK, RANGKAIAN LISTRIK JILID I, ERLANGGA;2005,CIRACAS JAKARTA