Rangkaian Listrik Seri, Paralel, dan Campuran

Rangkaian listrik terdiri atas dua jenis yaitu seri dan paralel. Selain itu ada juga gabungan dari dua jenis rangkaian listrik, yang disebut rangkaian campuran. Sehingga, terdapat tiga bentuk rangkaian listrik yaitu rangkaian listrik seri paralel dan campuran. Perbedaandari 3 jenis rangkaian listrik tersebut terletak pada cara merangkainya. Rangkaian listrik seri disusun secara berderet, sedangkan rangkaian listrik paralel disusun secara bersusun atau bercabang. Rangkaian listrik campuran merupakan kombinasi dari rangkaian seri dan paralel.

Contoh rangkaian listrik seri terdapat pada lampu senter, di mana pada umumnya lampu senter tersusun atas baterai dan sebuah lampu. Batu baterai sebagai sumber tegangan dan lampu pada senter disusun dalam satu deret sehingga mudah dikenali bahwa rangkaian listrik tersebut merupakan rangkaian seri. Sedangkan instalasi listrik pada rumah-rumah merupakan contoh penyusunan rangkaian listrik secara paralel.

Contoh rangkaian listrik seri paralel dan campuran

Baca Juga: Rumus Hambatan Kawat Penghantar Arus Listrik

Rangkaian listrik seri paralel dan campuran memiliki karakteristik dan rumus yang berbeda. Untuk lebih detailnya, simak pembahasan lanjutan mengenai karakteristik pada rangkaian listrik seri paralel dan campuran di bawah.

Table of Contents

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. Pada rangkaian seri terdapat besar arus listrik (I) pada setiap titik sama sedangkan besar beda potesnsial sama dengan jumlah beda potensial di setiap titik. Jika terdapat beberapa hambatan pada rangkaian seri maka besar hambatan total dapat dihitung dengan menjumlahkan semua hambatan dalam rangkaian seri.

Rangkaian listrik seri memiliki kelebihan dari bentu susunan yang sederhana. Kelemahan dari rangkaian listrik seri adalah rangkaian tidak bisa mengalirkan arus saat terjadi kesalahan pada satu titik pada rangkaian. Contoh gambar rangkaian seri ditunjukkan seperti berikut.

rangkaian seri

Persamaan arus listrik (I), beda potensial (V), dan hambatan (R) pada rangkaian serti di atas sesuai dengan persamaan di bawah.

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.

Baca Juga: Contoh Cara Menghitung Biaya Pemakaian Listrik

Rangkaian Paralel

Bahasan rangkaian listrik seri paralel dan campuran berikutnya adalah rangkaian listrik 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, salah satunya adalah rangakaian masih bisa mengalirkan arus jika terjadi kerusakan pada salah satu titik pada rangkaian listrik. Contoh bentuk rangkaian paralel ditunjukkan seperti berikut.

rangkaian paralel

Persamaan arus listrik (I), beda potensial (V), dan hambatan (R) pada rangkaian paralel di atas sesuai dengan persamaan di bawah.

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

Baca Juga: Contoh Cara Menghitung Besar Kuat Arus Listrik pada Suatu Rangkaian

Rangkaian Campuran

Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian seri dan paralel. Secara umum, karakteristik dan hukum yang berlaku pada rangkaian campuran juga mengikuti keduanya. Contoh gambar rangkaian listrik campuran diberikan seperti berikut.

Rangkaian Listrik Campuran

Persamaan arus listrik (I) dan hambatan (R) pada rangkaian campuran di atas sesuai dengan persamaan di bawah.

  • I = I1+ I2
  • 1/Rp = 1/R2 + 1/R3
    Rtotal = R1 + Rp

Baca Juga: Energi Potensial, Energi Kinetik, dan Energi Mekanik

Hukum Kirchhoff I

Setelah mempelajari rangkaian listrik seri paralel dan campuran pada pembahasan di atas, sobat idschool perlu juga mengetahui bagaimana cara arus listrik mengalir pada rangkaian. Pada tahun 1845, Gustav Robert Kirchhoff, seorang ahli fisika dari Jerman, memperkenalkan Hukum Kirchoff.

Hukum Kirchhoff berfungsi untuk menganalisis arus dan tegangan dalam sebuah rangkaian yang menerangkan hukum tentang arah arus pada titik percabangan.

Bunyi Hukum Kirchoff I:
Pada rangkaian listrik bercabang, jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik itu.

Pernyataan pada bunyi Hukum Kirchoff I secara matematis dapat dituliskan dengan ΣImasuk = ΣIkeluar. Sebagai contoh, terdapat tiga arus yang mengalir pada percabangan rangkaian listrik yang meliputi I1, I2, dan I3. Ketiga arus tersebut bertemu pada satu titik dengan besar arus I4 dan mengalir pada sebuah kawat. Berdasarkan Hukum Kirchoff I dapat diperoleh kesimpulan bahwa besar arus listrik I4 = I1 + I2 + I3.

hukum kirchoff I

Baca Juga: Rangkaian Jembatan Wheatstone

Contoh Soal Rangkaian Listrik Seri Paralel dan Campuran (+Bahas)

Beberapa contoh soal dli bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!

Contoh 1: SOAL UN IPA FISIKA 2016

Perhatikan gambar rangkaian berikut!

rangkaian lilstrik seri, paralel, dan campuran

Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian listrik (I) adalah ….
A.     1,5 A
B.     1,0 A
C.     0,75 A
D.     0,5 A
 
Pembahasan:

Pada rangkaian listrik memiliki 3 hambatan yang dirangkai paralel. Cara mencari hamabtan pengganti untuk 3 hambatan tersebut total dilakukan seperti cara berikut.

Selain tiga hambatan pada rangkaian listrik juga terdapat hambatan dalam r = 1 Ω, sehingga hambatan total pada rangkaian listrik tersebut sama dengan

Rtotal = Rp + r = 2 + 1 = 3 Ω

Menghitung kuat arus listrik:
I = VR
I = = 0,5 A

Jadi, kuat arus yang mengalir pada rangkaian 0,5 A.

Jawaban: D

Contoh 2 – Soal Rangkaian Listrik Seri Paralel dan Campuran

Empat buah lampu disusun seperti gambar berikut.

Soal UN IPA SMP 2017

Urutan lampu yang menyala paling terang sampai ke yang paling redup adalah ….
A. L1, L3, L2, L4
B. L2, L3, L1, L4
C. L3, L2, L1, L4
D. L4, L2, L3, L1

Pembahasan:

Terang atau redupnya sebuah lampu dipengaruhi oleh daya yang bekerja pada lampu. Persamaan untuk mendapatkan nilai daya (P) sama dengan kuadrat arus listrik yang mengalir (I) dikali hambatan (R). Dari hubungan tersebut dapat diperoleh kesimpulan bahwa semakin besar nilai hambatan pada rangkaian paralel maka semakin kecil arus yang mengalir.

Besar kecil arus mempengaruhi nyala lampu, di mana arus yang semakin besar akan membuat nyata lampu semakin terang. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa Urutan lampu yang paling terang ke yang paling redup sama dengan lampu dengan hambatan paling kecil ke hambatan paling besar.

Pada rangkaian paralel, nilai arus listrik berbanding terbalik dengan nilai hambatan. Semakin besar hambatan akan membuat besar arus listrik semakin kecil. Artinya, arus paling besar akan terdapat pada hambatan paling kecil di dalam sebuah rangkaian paralel.

Diketahui pada rangkaian paralel, nilai hampatan pada L1 = 12 Ω, L2 = 3 Ω, dan L3 = 4 Ω. Sehingga, urutan nyala lampu yang paling terang ke paling redup sama dengan urutan lampu dengan hambaran kecil ke besar. Urutan nyala lampu paling terang ke redup pada rangkaian paralel adalah L2 (3 Ω), L3 (4 Ω), dan L1 (12 Ω).

Lampu L4 akan menyala paling terang dari ketiganya karena lampu memiliki besar arus listrik pada rangkaian percabangan.

Jadi, urutan lampu yang menyala paling terang sampai ke yang paling redup untuk seluruh lampu pada rangkaian listrik yang diberikan adalah L4, L2, L3, L1.

Jawaban: D

Sekian pembahasan mengenai rangkaian listrik seri paralel dan campuran, terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, Semoga Bermanfaat!

Baca Juga: Magnet dan Cara Membuat Magnet

2 thoughts on “Rangkaian Listrik Seri, Paralel, dan Campuran”

  1. PENJELASAN YANG LENGKAP, MUDAH UNTUK DIMENGERTI, SAYA SANGAT TERBANTU !

  2. fanisha Yusrin haryani

    Ini sangat bagus dan membantu sama sekali . terama kasih 🙏🏻🙏🏻

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.