Rangkaian Seri 2. Hukum Kirchoff II
5 Kembali kepada gambar 1.4,
jumlah perbedaan potensial yang melalui tahanan R1, R2, R3
haruslah sama dengan tegangan sumber sebesar V volt, atau :
V = IR
1
+ IR
2
+ IR
3
dan IR = IR
1
+ IR
2
+ IR
3
atau R = R
1
+ R
2
+ R
3
2. Rangkaian Paralel Tahanan-tahanan
dinyatakan tersambung paralel bila kedua
ujung tahanan disambung sebagaimana diperlihatkan dalam
gambar 1.6. Dalam keadaan ini semua tahanan tersambung
langsung kepada sumber tegangan, sehingga perbedaan potensial yang
dialami setiap tahanan adalah sama dengan V volt. Tetapi arus dari
sumber kini terpecah menjadi tiga I
1
, I
2
, I
3
, sehingga: I = I
1
+ I
2
+ I
3
dan
1 1
R V
I
2 2
R V
I
3 3
R V
I Tahanan ekivalen pengganti
dari ketiga tahahan yang tersambung paralel digambarkan
dalam gambar 1. 7.
I = V R dari persamaan diatas diperoleh
:
3 2
1
R V
R V
R V
R V
I
1
R
1
R
2
I
1
I
3
R
3
I
AMPS
V
Volt
Gambar1. 6. Sambungan Paralel R
I
AMPS
V
Volt
Gambar 1.7. Tahanan Pengganti Paralel
Sehingga
3 2
1
1 1
1 1
R R
R R
Rumus ini digunakan untuk mendapatkan tahanan pengganti
dari rangkaian tahanan yang tersambung paralel.
Contoh : Carilah tahanan pengganti dari 3
buah tahanan 10 ohm yang disambung paralel.
10 3
10 1
10 1
10 1
1 R
6 Sehingga
Ohm R
333 ,
3 3
10 3. Rangkaian Kombinasi
Gambar 1.8
adalah suatu
rangkaian yang memiliki sambungan paralel maupun seri.
Dari harga tahanan yang diberikan kita dapat menghitung besarnya
tahanan pengganti sebagai berikut. Bila Rx merupakan tahanan
pengganti yang dimaksud dan Ry adalah tahanan pengganti dari
rangkaian paralel 4 dan 2 Ohm maka,
Ohm Ry
Ry
3 1
1 3
4 4
3 2
1 4
1 1
Rangkaiannya kini sama seperti pada gambar 1.4. dimana :
R
1
= 10 ohm R
2
= 1
3 1
ohm R
3
= 6 ohm Dengan
demikian tahanan
pengganti seri paralel adalah : Rx = 10 + 6 + 1
3 1
Rx = 17
3 1
ohm ..
4 :
10 : 6:
2 :
I
AMPS
12
VOLTS
Gambar 1.8. Rangkaian Seri – Paralel
Sehingga arus yang mengalir ke dalam rangkaian dapat dihitung
sebagai berikut :
Amper I
I R
V I
13 9
3 1
17 12
1.3. Daya Dalam Rangkaian DC. Bila suatu arus melewati suatu
tahanan, maka akan timbul panas. Seperti halnya dalam bidang
mekanik, disini ada dua hal yang mempunyai definisi sama, yaitu
energi dan daya power. Energi listrik adalah kemampuan suatu
sistem listrik untuk melakukan kerja. Satuan energi listrik adalah joule.
Kerja work atau usaha adalah terjadi bila suatu muatan
Q coloumb bergerak melalui perbedaan tegangan V volt, atau
W work = VQ joule Q = I t coloumb
sehingga W = V I t joule Daya listrik adalah ukuran
kerja yang dilakukan. Karena satuan kerja adalah joule maka
daya diukur dalam joule per-detik, atau watt.
1 watt = 1 jouledetik Energi atau kerjajoule
Jadi, Daya = --------------------------
waktu detik
7 t
VIt P
atau P = VI Dengan hukum OHM dapat kita
peroleh rumus formula lain yang akan memudahkan perhitungan.
P = V.I watt Menurut hukum Ohm V = IR
sehingga P = I x IR atau P = I
2
R dan
watt R
V P
2
Jika suatu
alat pemanas
disambungkan pada suatu sumber tegangan, maka arus akan mengalir
pada elemen tahanan dari alat pemanas tersebut. Proses ini
adalah sebagai aplikasi dari perubahan energi listrik menjadi
energi panas dengan elemen tahanan dari alat pemanas
tersebut. Apabila alat pemanas yang
digunakan pada labelnya tertulis 1 kW, 2 kW dan sebagainya, ini
menunjukkan bahwa alat pemanas 2 kW menyerap daya lebih besar
dari alat pemanas 1 kW, karena alat pemanas 2 kW menyerap daya 2
kali lebih besar dari alat pemanas 1 kW. Besarnya daya yang diserap
ini dinotasikan denga simbol P dalam satuan watt.
Dalam
kenyataannya daya
dalam watt pada suatu rangkaian tahanan resistor dapat
menggunakan perhitungan yang mudah yaitu :
P = V x I dimana :
V = I x R maka :P = I x R x I
P = I
2
x R atau
watt R
V V
P .
atau
watt R
V P
2
Sebagai contoh : Lampu dengan sumber tegangan
220 V mengalirkan arus 1 Amper Gambar 1.9, maka :
P = 220 x 1 = 200 watt
Gambar 1.9. Rangkaian Pengukuran Daya Dari
Arus Listrik DC
1.3.1.Prinsip Dasar Rangkaian DC Pada arus searah, sumber
tegangan pada suatu rangkaian mempunyai sisi positif dan sisi
negatif, kedua sisi ini disebut polaritas. Sisi posiif atau kutub
positif digambarkan dengan “ + “ dan kutub negatif digambarkan
dengan “ - “.
+ _
Positive pole Negative pole
Gambar 1.10. Rangkaian Polaritas
dari sumber
tegangan arus searah DC tak pernah berubah, dimana terminal
kutub negatif selalu
8 mempertahankan polaritas negatif,
dan terminal positif mempertahankan polaritas positif.
Oleh karena itu dalam suatu rangkaian yang menggunakan
sumber rangkaian DC, arus selalu mengalir melalui rangkaian tersebut
dalam satu arah. Mari
kita tinjau
sebuah rangkaian listrik tertutup yang
berupa sebuah tahanan yang dihubungkan pada kutub-kutub
sebuah baterai.
Beban
Baterai
Gambar 1.11. Rangkaian Tertutup Perbedaan muatan didalam
baterai mengakibatkan mengalirnya arus listrik di dalam rangkaian yang
secara perjanjian ditentukan mengalir dari kutub positif baterai
melalui beban tahanan kemudian masuk ke kutub negatif baterai.
Dalam peristiwa ini dikatakan Gaya Gerak Listrik GGL bekerja
sehingga mengakibatkan mengalir- nya arus listrik.