Artikel Fisika kelas 12 akan membahas penjelasan mengenai rangkaian listrik. Khususnya perbedaan rangkaian seri dan paralel, baik rumus kuat arus, tegangan, dan hambatan, maupun kelebihan dan kekurangan keduanya.
—
Hayo, siapa yang suka mainan lampu? Anak zaman sekarang, kalo udah ngomongin lampu hias, pasti langsung kebayang jenis lampu yang satu ini deh: lampu tumblr. Entah kenapa juga dinamain kayak gitu. Apakah ada hubungannya sama nama media sosial yang udah diblokir itu?
Lampu tumblr untuk menghias kamar (sumber: thenakedsoul.co)
Selain bisa ngebuat kamar kita jadi hits jadi kayak kamar-kamar di Instagram, bersyukurlah karena lampu tersebut disusun dengan rangkaian seri. Hah? Maksudnya apa tuh rangkaian seri?
Begini. Bandingkan lampu-lampu tersebut dengan instalasi lampu yang ada di rumah kamu. Kalau kamu perhatikan, biasanya, instalasi lampu di rumah menerapkan sistem satu saklar untuk satu lampu. Artinya, lampu-lampu di rumah kamu disusun menggunakan rangkaian paralel.
Sekarang bayangkan kalau kamu harus mematikan/menyalakan lampu tumblr semuanya satu per satu. Bisa-bisa gempor tangan kita. Maka dari itu, kita perlu tahu perbedaan rangkaian seri dan paralel.
Rangkaian Seri
Rangkaian seri merupakan rangkaian listrik yang
hambatannya disusun
secara bersebelahan
. Contohnya, rangkaian pada gambar berikut:
Pada rangkaian seri, kuat arus (I) akan mengalir dari sumber energi (baterai) yang ada dari satu hambatan ke hambatan lain melewati satu kabel. Perhatikan, deh, gambar di atas. Lalu, 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.
Baca juga:
Apakah Teknologi Wakanda Dapat Ditemui di Dunia Nyata?
Nah, itu berarti, kuat arus total sama dengan kuat arus yang ada di hambatan 1, maupun hambatan 2. Secara matematis dapat ditulis menjadi:
I
tot
= I
1
= I
2
= I…
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
. Atau dengan kata lain;
V
tot
= V
1
+ V
2
+ V…
Sehingga, hambatan totalnya sama dengan jumlah dari seluruh hambatan yang ada di rangkaian itu. Ingat, ya, maksud dari tanda titik-titik (…) di rumus itu untuk menandakan kalau ada resistor lain. Jadi, kalau resistor/hambatannya lebih dari 2, tinggal dilanjutin aja.
R
tot
= R
1
+ R
2
+ R…
Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang
hambatannya disusun secara bertingkat/bercabang.
Perhatikan gambar berikut:
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. Oleh karena itu, kita dapat menuliskannya menjadi:
I
tot
= I
1
+ I
2
+ I…
Di sisi lain, tegangan yang ada pada hambatan 1 dan hambatan 2 akan bernilai sama besar. Maka, kita dapat menuliskannya menjadi:
V
tot
= V
1
= V
2
= V…
Lalu, bagaimana cara kita menghitung
hambatan listrik
untuk rangkaian paralel? Kalau kamu perhatikan, konsep antara seri dan paralel tadi terbalik. Maka, cara mencari hambatannya adalah sebagai berikut:
Nah, untuk mengecek kemampuan kita, coba kerjakan soal berikut deh. Ingat ya, kamu harus menghitung hambatan total di rangkaian paralelnya terlebih dahulu, setelah itu baru jumlahkan dengan hambatan yang ada di rangkaian seri.
Perbedaan Rangkaian Seri dan Paralel
Setelah mengetahui rumus-rumus yang ada pada rangkaian seri dan paralel, sekarang kita coba ulas yuk. Kira-kira apa ya perbedaan kedua rangkaian listrik ini? Lalu, apa juga keuntungan dan kerugian jika kita menggunakan rangkaian listrik tersebut.
Secara penggunaan, kedua jenis rangkaian ini jelas berbeda. Pada rangkaian seri, karena hambatannya disusun bersebelahan, artinya, apabila satu hambatan tersebut mati, maka hambatan lainnya juga akan ikut mati. Kamu pasti pernah tahu lampu LED yang biasa digantung dijadiin hiasan itu kan?
Dengan menggunakan rangkaian seri, kita dengan memudah mematikan seluruh lampu dengan satu pencetan. Bayangkan kalau kita harus matiin semuanya satu per satu. Bisa-bisa kita ikut mati.
Contoh lampu rangkaian seri (sumber: giphy.com)
Di sisi lain, rangkaian paralel bisa kita temukan di instalasi lampu rumah kita sendiri. Dengan memasang hambatan pada kabel yang bertingkat/cabang seperti di rangkaian paralel, kita bisa memisahkan saklar untuk masing-masing lampu.
Coba kalau lampu di rumah kamu semuanya menggunakan rangkaian seri. Sekali pencet saklar, semua lampu di rumah nyala. Yang ada malah boros dan nggak efektif kan?
Gimana, Squad. Sekarang sudah tahu, kan, apa saja perbedaan rangkaian seri dan paralel? Baik dari segi rumus, maupun manfaatnya. Kalau kamu ingin mempelajari materi seperti ini dalam bentuk video, tonton aja lewat
ruangbelajar!
Selain dapat melihat video beranimasi menarik, kamu akan mendapat latihan soal dan rangkuman, lho!