Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik (electrical circuit) adalah sambungan dari bermacam-macam elemen listrik pasif seperti resistor, kapasitor, induktor, transformator, sumber tegangan, sumber arus, dan saklar (switch).

Rangkaian listrik dibagi menjadi dua, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Selain itu ada juga gabungan dari dua jenis rangkaian tersebut yang disebut sebagai rangkaian campuran.

Perbedaan jenis rangkaian listrik ini terletak pada cara merangkainya. Rangkaian listrik seri disusun secara sejajar, sedangkan rangkaian listrik paralel disusun secara bersusun atau bercabang. Sedangkan rangkaian campuran merupakan kombinasi dari rangkaian seri dan paralel.

Penerapan rangkaian seri dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan pada lampu senter. Sedangkan instalasi listrik pada rumah-rumah merupakan contoh penyusunan rangkaian listrik secara paralel.

Rangkaian Listrik Seri

Pembahasan pertama mengenai rangkaian listrik seri, paralel, dan campuran yang akan dibahas adalah rangkaian seri. Bentuk rangkaian seri dapat dibilang sangat sederhana karena rangkaiannya disusun secara lurus dan tidak mimiliki cabang.

Karakteristik Rangkaian Listrik Seri:

1. Cara menyusun rangkaian cenderung praktis dan sederhana.

2. Semua komponen listrik disusun secara sejajar (berderet atau berurutan).

3. Kabel penghubung pada seluruh komponen tidak memiliki percabangan sepanjang rangkaian.

4. Hanya ada satu jalan yang dapat dilalui oleh arus, jadi jika ada satu jalur yang terputus maka rangkaian tidak dapat berfungsi dengan benar.

5. Arus listrik yang mengalir di berbagai titik dalam rangkaian sama besarnya

6. Setiap komponen yang terpasang akan mendapat arus yang sama.

7. Beda potensial/tegangan pada setiap komponen yang terpasang memiliki nilai yang berbeda.

8. Memiliki hambatan total yang lebih besar daripada hambatan penyusunnya.

Gambar Rangkaian Seri

Rumus Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri, kuat arus (I) akan mengalir dari sumber energi (baterai) yang ada dari satu hambatan ke hambatan lain melewati satu kabel.

Bayangkan ada aliran listrik yang mengalir mulai dari baterai, menuju hambatan/resistor 1, ke hambatan 2, lalu berputar dan kembali ke baterai. Iya, anggap aja aliran listrik ini kayak aliran air gitu.

Setelah membayangkannya, kamu pasti jadi sadar kalau untuk arus listrik yang melewati hambatan 1, nilainya akan sama besar dengan arus yang melewati hambatan 2.

Kok gitu?

Ya, kan, alirannya nggak mungkin ke mana-mana lagi.

Nah, itu berarti, kuat arus total sama dengan kuat arus yang ada di hambatan 1, maupun hambatan 2. Di sisi lain, tegangan yang mengalir di hambatan 1, tidak sama dengan yang ada di hambatan 2. Tetapi, apabila seluruh tegangan yang ada di hambatan pada rangkaian itu dijumlahkan, hasilnya akan sama dengan tegangan yang ada di sumber. Sehingga, hambatan totalnya sama dengan jumlah dari seluruh hambatan yang ada di rangkaian itu.

Secara matematis dapat ditulis menjadi:

Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel memliki ciri yang dapat dikenali, yaitu susunan rangkaiannya memiliki cabang. Instalasi listrik di suatu rumah biasanya menggunakan susunan rangkaian pararlel. Meskipun sedikit lebih rumit dari rangkaian seri, rangkaian paralel memiliki banyak keuntungan.

Karakteristik Rangkaian Listrik Paralel

1. Cara menyusun rangkaian cenderung lebih rumit.

2. Semua komponen listrik terpasang secara bersusun atau sejajar.

3. Kabel penghubung pada sebuah rangkaian memiliki percabangan.

4. Terdapat beberapa jalan yang dapat dilalui oleh arus.

5. Arus yang mengalir pada setiap cabang memiliki besar nilai yang berbeda.

6. Setiap komponen yang terpasang mendapat besar arus yang berbeda.

7. Semua komponen mendapat tegangan yang sama besar.

8. Hambatan totalnya lebih kecil dari hambatan pada tiap-tiap komponen penyusunnya.

Gambar Rangkaian Paralel

Rumus Rangkaian Paralel

Nah, kelihatan nggak bedanya dengan rangkaian seri? Sekarang, bayangkan ada aliran listrik yang berjalan dari baterai, berjalan ke arah ke arah bawah menuju hambatan 1. Sesaat dia berada di persimpangan, si aliran listrik akan "memecah". Ada yang masuk ke resistor 1, ada juga yang berjalan ke resistor 2. Itu artinya, kuat arus di kedua hambatan itu akan berbeda.

Ya, karena terdapat “percabangan”, kuat arus listrik yang diterima oleh hambatan 1 dan hambatan 2 tidak akan sama. Alhasil, kuat arus sumber energinya akan sama dengan jumlah dari seluruh kuat arus semua hambatan.

Di sisi lain, tegangan yang ada pada hambatan 1 dan hambatan 2 akan bernilai sama besar.

Secara matematis dapat ditulis menjadi:

Rangkaian Campuran

Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian seri dan paralel. Secara umum, karakteristik dan hukum yang berlaku pada rangkaian campuran juga mengikuti keduanya.

Pada jenjang SMA adik-adik sekalian juga akan mempelajari tentang Rangkaian Jembatan Wheatstone.