Rangkaian Hambatan Listrik

Rangkaian Hambatan Listrik – Secara umum rangkaian hambatan dikelompokkan menjadi rangkaian hambatan seri, hambatan paralel, maupun gabungan keduanya. Untuk membuat rangkaian hambatan seri maupun parallel minimal diperlukan dua hambatan. Adapun, untuk membuat rangkaian hambatan kombinasi seri-paralel minimal diperlukan tiga hambatan. Jenis-jenis rangkaian hambatan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Oleh karena itu, jenis rangkaian hambatan yang dipilih bergantung pada tujuannya.

1. Hambatan seri

Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berurutan disebut hambatan seri. Hambatan yang disusun seri akan membentuk rangkaian listrik tak bercabang. Kuat arus yang mengalir di setiap titik besarnya sama. Tujuan rangkaian hambatan seri untuk memperbesar nilai hambatan listrik dan membagi beda potensial dari sumber tegangan. Rangkaian hambatan seri dapat diganti dengan sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti seri (R_S). Tiga buah lampu masing-masing hambatannya R₁, R₂, dan R₃ disusun seri dihubungkan dengan baterai yang tegangannya V menyebabkan arus listrik yang mengalir I. Tegangan sebesar V dibagikan ke tiga hambatan masing-masing V₁, V₂, dan V₃, sehingga berlaku:

V = V₁ + V₂ + V₃

Tiga buah lampu masing-masing hambatannya R₁, R₂, dan R₃ disusun seri

Berdasarkan Hukum I Kirchoff pada rangkaian seri (tak bercabang) berlaku:

I = I₁ = I₂ = I₃

Berdasarkan Hukum Ohm, maka beda potensial listrik pada setiap lampu yang hambatannya R₁, R₂, dan R₃dirumuskan :

V₁ = I x R₁ atau V_AB = I x R_AB

V₂ = I x R₂ atau V_BC = I x R_BC

V₃ = I x R₃ atau V_CD = I x R_CD

Beda potensial antara ujung-ujung AD berlaku:

V_AD = V_AB + V_BC + V_CD

I x R_S = I x R_AB + I x R_BC + I x R_CD

I x R_S = I x R₁ + I x R₂ + I x R₃

Jika kedua ruas dibagi dengan I, diperoleh rumus hambatan pengganti seri (R_S):

R_S = R₁ + R₂ + R₃

Jadi, besar hambatan pengganti seri merupakan penjumlahan besar hambatan yang dirangkai seri. Apabila ada nbuah hambatan masing-masing besarnya R₁, R₂, R₃, …., R_n dirangkai seri, maka hambatan dirumuskan:

2. Hambatan Paralel

Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berdampingan disebut hambatan paralel. Hambatan yang disusun paralel akan membentuk rangkaian listrik bercabang dan memiliki lebih dari satu jalur arus listrik. Susunan hambatan paralel dapat diganti dengan sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti paralel (R_P). Rangkaian hambatan paralel berfungsi untuk membagi arus listrik. Tiga buah lampu masing masing hambatannya R₁, R₂, dan R₃ disusun paralel dihubungkan dengan baterai yang tegangannya V menyebabkan arus listrik yang mengalir I.

Besar kuat arus I₁, I₂, dan I₃ yang mengalir pada masingmasing lampu yang hambatannya masing-masing R₁, R₂, danR₃ sesuai Hukum Ohm dirumuskan:

$I=\frac{V}{R}$

Ujung-ujung hambatan R₁, R₂, R₃ dan baterai masing masing bertemu pada satu titik percabangan. Besar beda potensial (tegangan) seluruhnya sama, sehingga berlaku:

$V=V_{1}=V_{2}=V_{3}$

Besar kuat arus I dihitung dengan rumus:

$I=\frac{V}{R_{p}}$

Kuat arus sebesar I dibagikan ke tiga hambatan masingmasing I₁, I₂, dan I₃. Sesuai Hukum I Kirchoff pada rangkaian parallel berlaku:

$I=I_{1}+I_{2}+I_{3}$

$\frac{V}{R_{p}}=\frac{V}{R_{1}}+\frac{V}{R_{2}}+\frac{1}{R_{3}}$

Jika kedua ruas dibagi dengan V, diperoleh rumus hambatan pengganti paralel:

$\frac{1}{R_{p}}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+\frac{1}{R_{3}}$

Jika ada n buah hambatan masing-masing R₁, R₂, R₃, … R_n, hambatan pengganti paralel dari n buah hambatan secara umum dirumuskan: