Transcript RANGKAIN SERI DAN PARAREL

RANGKAIN SERI DAN
PARAREL
1.1. RANGKAIAN SERI
• Deskripsi :
Merupakan suatu sirkuit rangkaian elektronika
dimana kuat arus dalam rangkaian tersebut hanya
mengalir dalam satu Jalan
tanpa melewati
percabangan serta besarnya kuat arus
yang
melewati komponen dan
mengalir
dalam
rangkaian adalah sama.Besarnya tegangan setiap
komponen pada rangkaian seri adalah berbeda.
•
Prinsip dalam rangkaian seri :
Besarnya kuat arus di setiap titik adalah sama
Nilai resistor yang paling besar adalah Resistor total (Rt),
karena Rt adalah hasil penjumlahan komponen komponen
resistor yang ada pada rangkaian .
Komponen dengan resistansi paling besar memiliki
tegangan paling besar, hal ini sesuai sesuai dengan prinsip
hukum ohm
Hukum Ohm adalah V= I x R
Nilai tegangan paling besar adalah tegangan sumber,
dikarenakan
besarnya
tegangan
sumber
adalah
penjumlahan tegangan yang ada pada setiap komponen di
rangkaian seri.
Daya total (Pt) nilainya adalah paling besar daripada daya
yang ada pada setiap komponen, dikarenakan besarnya
daya adalah P = V x I watt, atau d Ptotal = PR1 + PR2 + PR3 +
…PRn
• Perhatikan contoh gambar rangkaian seri berikut ini :
gb.1
Rangkaian seri di atas terdiri dari Sumber tegangan
9 Vdc dan tiga buah resistor yaitu R1 = 3 KΩ, R2 = 10
KΩ serta R3 = 5KΩ. Kita akan mencoba untuk meng
analisis rangkaian seri tersebut diatas sehingga kita
dapat menjelaskan prinsip dasar perhitungan kuat
arus besar tegangan dan besarnya daya pada
rangkaian seri.
Seperti yang sudah kita ketahui bahwa elektron
mengalir dari potensial rendah (-) ke potensial yang
lebih tinggi (+), sehinga sesuai gambar diatas maka
elektron mengalir dari point 4 menuju point 3
kemudian point 2 dan ke point 1 dan kembali lagi ke
point 4, begitu seterusnya.
A. ANALISA RANGKAIAN SERI
 DAYA (P) DALAM WATT
Dalam suatu rangkaian, daya total yang ada besarnya
adalah penjumlah daya yang ada pada setiap komponen
atau dapat ditulis :
Ptotal = P₁ + P₂ + P₃ + …Pn
dimana untuk persamaan dayanya adalah :
P=E.I
sehingga untuk mencari daya total adalah :
Ptotal = Etotal x Itotal
 KUAT ARUS (I) AMPERE
Sesuai prinsip bahwa kuat arus total yang mengalir pada
rangkain seri adalah sama besar pada setiap
komponen dan pada setiap titik, sehingga
persamaan besarnya kuat arus total dapat ditulis :
Itotal = IR₁ = IR₂ = IR₃ = IRn
dengan menggunakan hukum ohm E = I . R
Maka I =
𝑬
atau
𝑹
Itotal =
𝑬𝒔𝒖𝒎𝒃𝒆𝒓
𝑹𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
 RESISTANSI (R)
Untuk mencari persamaan agar kita dapat menghitung
besarnya resistansi total dari rangkaian seri, kita akan
menggunakan prinsip bahwa besarnya kuat arus pada
rangkaian dan kuat arus yang melewati komponen adalah
sama, maka dengan menggunakan formula daya atau
energi
dan hukum ohm (ohm law) kita dapat
membuat persamaan
sebagai berikut :
Daya (P)
P = E. I
Hukum ohm
E=I.R
Maka dapat ditulis suatu persamaan :
P = E . I ===> Et.It = ER₁.I₁ + ER₂.I₂ + ER₃.I₃ + ..En.In
===> Et.It = I(ER₁ + ER₂ + ER₃+ ..ERn)
===> Et = ER₁ + ER₂ + ER₃ + ..ERn
sesuai hukum ohm E = I . R maka persamaan diatas menjadi:
E = I . R ===> It.Rt = IR₁.R₁ + IR₂.R₂ + IR₃.R₃ + ..IRn.Rn
===> It.Rt = I(R₁ + R₂ + R₃+ ..Rn)
Karena It= I= IR₁ = IR₂ = IR₃ = IRn , makan persamaannya
adalah :
Rt = R₁ + R₂ + R₃+ ..Rn
 TEGANGAN (E) DALAM VOLT
Untuk menghitung besarnya nilai tegangan total yang ada
pada rangkaian adalah dengan menggunakan hukum ohm
(Ohm law), yaitu
E=I.R
Maka besarnya tegangan total pada rangkaian dapat
dihitung
dengan persamaan :
Etotal = I₁ . R₁ + I₂ . R₂ + I₃ . R₃
B. Contoh Menghitung Besarnya Kuat Arus, Resistansi dan
Tegangan Pada Rangkaian Seri gb.1
Dari hasil analisa yang telah kita lakukan kita telah
mendapatkan beberapa persamaan yaitu :
- Kuat Arus total => Itotal =
𝑬𝒔𝒖𝒎𝒃𝒆𝒓
𝑹𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
- Resistansi total => Rt = R₁ + R₂ + R₃ + …..Rn
- Tegangan total => Etotal = I₁.R₁ + I₂.R₂ + I₃.R₃
Dengan memasukan nilai nilai yang ada pada gb.1 maka
didapatkan hasil sebagai berikut :
1. Resistansi total=> Rt = R₁ + R₂ + R₃ + …..Rn
=> Rt = 3 KΩ+ 10 KΩ + 5 KΩ
=> Rt = 18 KΩ
2. Kuat arus total => Itotal
=> Itotal
=
𝐄𝐬𝐮𝐦𝐛𝐞𝐫
𝐑𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥
9 Volt
= 18 KΩ
=> Itotal = 500 μA
3. Tegangan
=> Etotal = I₁ . R₁ + I₂ . R₂ + I₃ . R₃
=> Etotal = 500 μA . 3 KΩ + 500 μA
= .10 KΩ + 500 μA .5 KΩ
=> Vtotal = 9 Volt
Dengan menggunakan hukum ohm kita dapat mengetahui
tegangan drop masing masing resistor yang ada pada gb.1.
Besar tegangan drop pada masing masing resistor ditunjukan
pada table dibawah ini:
B. KESIMPULAN
Dengan hasil analisa dan perhitungan yang telah dilakukan terhadap
rangkaian seri pada gb.1, maka didapatkan kesimpulan mengenai
sifat sifat rangkaian seri sebagai berikut :
1. Kuat Arus total =>
Itotal =
𝑬𝒔𝒖𝒎𝒃𝒆𝒓
𝑹𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
2. Resistansi total => Rt
3. Tegangan total
= R₁ + R₂ + R₃ + …..Rn
=> Etotal = I₁.R₁ + I₂.R₂ + I₃.R₃
4. Kuat arus pada masing masing komponen adalah sama
dengan kuat arus total (Itotal = IR₁ = IR₂ = IR₃)
5. Tegangan drop setiap komponen resistor adalah
ER₁ = It . R₁
ER₂ = It . R₂
ER₃ = It . R₃
4. Penjumlahan tegangan drop pada setiap komponen yang
terdapat pada rangkaian adalah sama dengan jumlah
tegangan sumber atau Etotal = Esumber
1.2. RANGKAIAN PARAREL
• Deskripsi :
Merupakan suatu sirkuit rangkaian elektronika
dimana kuat arus dalam rangkaian
tersebut
mengalir melewati suatu
titik
percabangan
dengan besarnya kuat arus yang
melewati
setiap komponen adalah berbeda dan besarnya
tegangan pada setiap komponen adalah sama.
• Prinsip dalam rangkaian pararel :
 Besarnya kuat arus yang
melalui setiap
komponen berbeda beda. Kuat arus total
nilainya paling besar dibandingkan kuat arus
yang melalui setiap komponen.
 Nilai resistor yang paling kecil
adalah Resistor
total (Rt)
 Setiap
komponen dalam rangkaian pararel
memiliki tegangan yang sama besar.
 Daya
total (Pt) nilainya adalah paling besar
daripada daya yang ada pada setiap komponen,
dikarenakan besarnya daya adalah P = V x I watt,
atau d Ptotal = PR1 + PR2 + PR3 + …PRn
• Perhatikan contoh gambar rangkaian pararel berikut
ini :
gb.2
Rangkaian pararel di atas terdiri dari Sumber
tegangan 9 Vdc dan tiga buah resistor yaitu R1 = 10
KΩ, R2 = 2 KΩ serta R3 = 1KΩ. Kita akan mencoba
untuk meng analisis rangkaian pararel tersebut
diatas sehingga kita dapat menjelaskan prinsip
dasar perhitungan kuat arus besar tegangan dan
besarnya daya pada rangkaian pararel.
Seperti yang sudah kita ketahui bahwa elektron
mengalir dari potensial rendah (-) ke potensial yang
lebih tinggi (+), sehinga sesuai gambar rangkaian
pararel diatas dapat dijelaskan bahwa elektron
mengalir dari point 8 menuju point 7, pada point 7
electron ada yang mengalir ke point 2 ada juga
electron yang mengalir ke point 6, electron yang
mengalir point 6 juga akan mengalir ke point 3 dan
point 5 kemudian dari poit 5 mengalir ke point 4,
electron dari point 4 akan bertemu electron yang
mengalir dari point 6 ke point 3 untuk selanjutnya
electron dari point 4 dan 3 akan bertemu electron
yang mengalir dari point 7 ke point 2 yang
selanjutnya mengalir ke point 1 siklus ini akan
berlangsung terus menerus selama rankaian pararel
diatas masih dalam kondisi rankaian tertutup.
A. ANALISA RANGKAIAN PARAREL
 DAYA (P) DALAM WATT
Dalam suatu rangkaian pararel, daya (P) yang dikeluarkan
persamaanya adalah sama dengan pada rangkaian seri,
sehingga besarnya daya total yang ada merupakan
penjumlahan daya yang ada pada setiap komponen atau
dapat ditulis :
Ptotal = P₁ + P₂ + P₃ + …Pn
dimana untuk persamaan dayanya adalah :
P=E.I
sehingga untuk mencari daya total adalah :
Ptotal = Etotal x Itotal
 KUAT ARUS (I) AMPERE
Sesuai dengan prinsip mengenai rangkaian pararel yang
telah disebutkan diatas bahwa besarnya kuat arus yang
mengalir melalui setiap komponen adalah berbeda beda
sesuai denga nilai hambatan atau resistansi dari
komponen yang ada.
Maka dengan menggunakan hukum ohm E = I . R, dapat
dicari kuat arus total pada rangkaian yaitu dengan
menggunkan persamaan :
I=
𝑬
𝑹
Sehingga besarnya kuat arus total padarangkaian adalah
Itotal = IR₁ + IR₂ + IR₃
,
 RESISTANSI (R)
Selanjutnya adalah kita mencari persamaan agar kita dapat
menghitung besarnya resistansi total dari rangkaian pararel
kita akan menggunakan salah satu prinsip mengenai
rangkaian pararel yaitu besarnya tegangan pada setiap
komponen adalah sama, maka dengan menggunakan
formula atau persamaan daya dan hukum ohm (ohm law)
kita dapat membuat persamaan sebagai berikut :
Daya (P)
P =V . I
Hukum ohm
E=I.R
Maka dapat ditulis suatu persamaan :
P = E .I ===> Et.It = E₁.IR₁ + E₂.IR₂ + E₃.IR₃ + ..En.IRn
===> Et.It = E(IR₁ + IR₂ + IR₃ + ..IRn)
===> It = IR₁ + IR₂ + IR₃ + ..IRn
sesuai hukum ohm E = I . R maka persamaan diatas menjadi:
I=
𝑬
𝑬𝒕
===>
𝑹
𝑹𝒕
=
𝑬𝑹₁
𝑹₁
+
𝑬𝑹₂ 𝑬𝑹₃
+
𝑹₂
𝑹₃
+…
𝑬𝑹𝒏
𝑹𝒏
Karena Etotal = E₁ = E₂ = E₃ = En, makan persamaan nya
dapat ditulis :
𝟏
𝑹𝒕
=
𝟏
𝑹₁
+
𝟏
𝟏
+
𝑹₂ 𝑹₃
+…
𝟏
𝑹𝒏
 TEGANGAN (E) DALAM VOLT
Sesuai prinsip tegangan pada rangkaian pararel bahwa
besarnya tegangan pada setiap komponen adalah sama
besar maka tegangan total pada rangkaian pararel adalah :
Etotal = Esumber = ER₁ = R₂ = R₃ = Rn
B. Contoh Menghitung Besarnya Kuat Arus, Resistansi dan
Tegangan Pada Rangkaian Pararel gb.2
Dari hasil analisa yang telah kita lakukan kita telah
mendapatkan beberapa persamaan yaitu :
- Kuat Arus total => Itotal = IR₁ + IR₂ + IR₃
𝟏
𝟏
𝟏
𝟏
𝟏
- Resistansi total =>
= + + +…
𝑹𝒕 𝑹₁ 𝑹₂ 𝑹₃
𝑹𝒏
- Tegangan total => Etotal = Esumber = ER₁ = ER₂ = ER₃
Dengan memasukan nilai nilai yang ada pada gb.2 maka
didapatkan hasil sebagai berikut :
𝟏
𝟏
𝟏
𝟏
1. Resistansi total=>
= + +
𝐑𝐭 𝐑₁ 𝐑₂ 𝐑₃
𝟏
𝟏
𝟏
=>
=
+
𝐑𝐭 𝟏𝟎 𝐊𝛀 𝟐 𝐊𝛀
+
𝟏
𝟏𝐊𝛀
=> Rt = 625 Ω
2. Kuat arus total => Itotal
=> IR₁
=> IR₂
=> IR₃
= IR₁ + IR₂ + IR₃
𝐄𝐑₁ 𝟗 𝐯𝐨𝐥𝐭
=
=
= 0.9 m
𝐑₁
𝟏𝟎 𝐊𝛀
𝐄𝐑₂ 𝟗 𝐯𝐨𝐥𝐭
=
=
= 4.5 mA
𝐑₂
𝟐 𝐊𝛀
𝐄𝐑₃ 𝟗 𝐯𝐨𝐥𝐭
=
=
= 9 mA
𝐑₃
𝟏 𝐊𝛀
=> Itotal = IR₁ + IR₂ + IR₃
=> Itotal = 0.9 mA + 4.5 mA + 9 mA
=> Itotal = 14.4 mA
3. Tegangan
=> Etotal = ER₁ = ER₂ = ER₃
=> Etotal = 9 Volt