Rangkaian Hambatan Seri Rangkaian Hambatan Paralel

Untuk lebih jelasnya mengenai nilai pengganti rangkaian hambatan, maka lakukan percobaan di bawah ini Percobaan 5.5 : Rangkaian hambatan Kegiatan I Rangkaian seri hambatan Rangkailah alat-alat seperti gambar di atas. Tutup saklar S dan catatlah skala yang ditunjukkan oleh amperemeter dan voltmeter dan hasilnya masukkan pada tabel. Ulangi kegiatan ini dengan mengubah posisi tombol hambatan geser. Hasil penunjuk- an skala amperemeter dan voltmeter masukkan pada tabel. Adapun kolom pada tabel yang dibuat adalah: V, I, R s = V ⁄ I , dan R 1 + R 2 Kegiatan II Rangkaian paralel hambatan Rangkai alat-alat seperti gambar di atas. Tutup saklar S dan catatlah skala yang ditunjukkan oleh amperemeter dan voltmeter dan hasilnya masukkan pada tabel. Ulangi kegiatan ini dengan mengubah tombol hambatan geser. Hasil penunjukan amperemeter dan voltmeter, masukkan pada tabel. Adapun kolom pada tabel yang dibuat adalah V, I, 1 ⁄ Rp = I ⁄ V , dan 1 ⁄ R1 + 1 ⁄ R2 Dari rangkaian seri hambatan dan paralel hambatan, tulislah kesimpulan yang Anda dapatkan A V R 1 R 2 R g S E E E Rg E S A R 1 R 2 V Fisika SMAMA Kelas X 143 Contoh soal 5.5 1. Dari rangkaian listrik di samping maka tentukan: a hambatan pengganti antara A dan C b kuat arus yang keluar dari elemen c V AB , V BC dan V AC d kuat arus yang melalui R 2 dan R 5 Penyelesaian: a. b misalnya kuat arus yang kelu- ar dari elemen = i , maka: c V AB = i . R 1 = 4 . 2 = 8 volt V BC = i . R p2 = 4 . 4 = 16 volt V AC = i . Rt = 4 . 6 = 24 volt d Misal kuat arus yang melalui R 2 adalah i 1 dan yang melalui R 5 adalah i 2 maka: Jadi hambatan pengganti antara A dan C = Rt = 6 Ω i V Rs A i V R A BC BC 1 1 2 5 16 6 2 67 16 12 1 33 = = = = = = , , i E Rt r i A = + = + = 26 6 0 5 4 , 1 1 1 1 3 1 6 1 2 1 6 6 3 2 4 2 6 1 1 1 1 1 6 1 12 2 1 12 12 3 4 4 6 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 4 2 5 R R R R R R R R R R R R R R R p p p s p s p s p p p = + = + = + = = = + = + = = + + + = + = = + + = Rt = R Rt = 2 1 Ω Ω Ω Ω R 1 =2Ω E = 26V r = 0.5Ω R 2 =4Ω R 3 =3Ω R 4 =6Ω R 5 =12Ω A B C Listrik Dinamis 144 2. Dari rangkaian di samping hitung hambatan pengganti antara A dan B Penyelesaian: Jadi hambatan pengganti antara A dan B = Rt = 6 Ω Uji Pemahaman 5.3 Kerjakan soal berikut 1. Berapakah besar hambatan pengganti antara A dan B dari hambatan- hambatan di bawah ini: a. b. 6 Ω 2 Ω 0.8 Ω 3 Ω 0.5 Ω Α Β 10 Ω 15 Ω 30 Ω Α Β 1 1 1 1 1 13 5 1 9 22 5 121 5 121 5 22 5 5 4 0 6 5 4 6 1 2 R Rs Rs R R R R R p p p t x p = + = + = = = = + = + = , , , , , , , , Ω Ω R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R x y z s y s z = = = = = = = = = = + = + = = + = + = 1 4 1 4 1 3 1 4 3 4 1 4 2 5 6 10 0 6 15 10 1 5 10 10 1 1 5 12 13 5 1 8 9 1 2 . + R + . + R + . + R + 3 3 3 , , , , Ω Ω Ω Ω Ω Ω R 1 A B R X R Y R Z R 4 R 2 R 5 R 3 R 1 =3Ω A B R 2 =12Ω R 4 =2Ω R 5 =8Ω R 3 =5Ω Fisika SMAMA Kelas X 145 c. d. 2. Jika kuat arus yang masuk titik A = 9 mA, hitunglah: a. kuat arus yang mengalir melalui ma- sing-masing hambatan. b. V AB , V BC , dan V AC

G. GABUNGAN SUMBER TEGANGAN LISTRIK

Hubungan beberapa elemen identik dalam suatu rangkaian seri atau paralel dapat mempengaruhi besar kuat arus yang mengalir melalui rangkai- an tersebut.

1. Rangkaian Seri Elemen

n = jumlah elemen i nE R nr = + i R E r E r E r n 2Ω A B C 6Ω 4Ω 1Ω 2Ω 2Ω 7Ω 10Ω Α Β 4Ω 8Ω 15Ω 5Ω 7Ω 2Ω 10Ω Α Β Gambar 6.12 Elemen dirangkai seri Listrik Dinamis 146

2. Rangkaian Paralel Elemen

n = jumlah elemen Contoh soal 5.7 1. Empat buah baterai yang masing-masing ber-GGL 1,5 V dan berhambatan dalam 1 Ω dirangkai dan dihubungkan dengan sebuah lampu yang berhambatan 10 Ω. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui rangkai- an jika baterai itu dirangkai secara: a seri b paralel Diketahui: n = 4 r = 1 Ω E = 1,5 V R = 10 Ω Ditanya: i jika rangkaian baterai: a seri b paralel Jawab: a. b.

H. HUKUM II KIRCHOFF

Menurut hukum II Kirchoff: dalam suatu rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL dan penurunan beda potensial I . R sama dengan nol. Σ E + ΣI R = 0 i nE R i i A r n = + = + = = 1, 5 10 1 5 10 25 0 146 1 4 , , , i nE R nr i i A = + = + = = 4 10 4 6 14 0 429 x 1, 5 x 1 , Gambar 6.13 Elemen dirangkai paralel i E R r n = + i R E . r E . r E . r n Fisika SMAMA Kelas X 147 Perjanjian tanda E dan i: a jika arah arus searah dengan arah loop, maka i bertanda positif b jika arah loop bertemu dengan kutub positif sumber tegangan, maka E bertanda positif. Contoh soal 5.8 1. Dari rangkaian listrik di samping hitunglah: a kuat arus pada masing-masing cabang b beda potensial antara titik E dan F juga antara E dan C Penyelesaian: a. Menurut Hk. I Kirchoff: i 1 + i 2 = i 3 ................................. 1 Loop I AEFDA: Σ IR + ΣE = 0 i 1 R 1 + r 1 + i 3 . R 3 – E 1 = 0 3 i 1 + 3i 3 – 6 = 0 3i 1 + 3i 3 = 6 i 1 + i 3 = 2 .. 2 Loop II BEFCB: Σ IR + ΣE = 0 i 2 R 2 + r 2 + i 3 . R 3 – E 2 = 0 6i 2 + 3i 3 – 6 = 0 2i 2 + i 3 = 2 2i 3 – i 1 + i 3 = 2 -2i 1 + 3i 3 = 2 .................... 3 2 x 2 : 2 i 1 + 2i 3 = 4 3 : -2 i 1 + 3i 3 = 2 + 5i 3 = 6 i 3 = 1,2 A i 1 + i 3 = 2 R 1 R 2 R 3 A B D C E F E 1 r 1 E 2 r 2 i 2 i 3 i 1 i 2 i 1 loop I loop II R 1 =2Ω B R 2 =5Ω R 3 =3Ω A B D C E F E 1 =6V r 1 =1Ω E 2 =6V r 2 =1Ω Listrik Dinamis 148 Jadi : i 1 = 0,8 A i 2 = 0,4 A i 3 = 1,2 A